Questões Militares Sobre representação das transformações químicas em química

A sacarina, cuja fórmula estrutural plana é visualizada abaixo, é uma substância cerca de 300 vezes mais doce que a sacarose (açúcar de mesa). Supondo que este edulcorante seja consumido na forma molecular, assinale a alternativa correta que apresenta a quantidade de matéria (em mols) de sacarina e a quantidade de enxofre, em miligramas, presentes em 457,5 mg de sacarina.

Dados: H=1; C=12; N=14; O =16; S=32 Constante de Avogadro = 6,0 x 10²³

Conforme descrito pelo Corpo de Bombeiros Militar de Minas Gerais, um incêndio destruiu parte de uma casa no norte do estado de Minas Gerais. O acidente ocorreu quando uma criança de 4 anos brincava com uma caixinha de fósforos.

Disponível em: https://www.otempo.com.br/cidades/paisdeixam-crianca-de-4-anos-brincar-com-fosforo-e-casa-eincendiada-em-mg-1.2430627. Acesso em: 3 ago. 2021 (adaptado). 

Na ponta do palito de fósforos existem várias substâncias, entre elas o trissulfeto de tetrafósforo (P₄ S₃ ). Essa substância inflama-se na presença de oxigênio, conforme descrito na equação química não balanceada a seguir:

P₄ S₃(s) + O₂(g) → P₄O₁₀(s) + SO₂(g)

Considerando que um palito de fósforo é constituído por 1.000 mg dessa substância, que por sua vez possui 40% em massa de trissulfeto de tetrafósforo, qual é a massa mais próxima do gás dióxido de enxofre (SO₂ ), produzida quando um palito de fósforo se queima completamente? 

Uma das ações do Corpo de Bombeiros Militar é orientar os banhistas de rios e lagoas quanto aos riscos de nadarem alcoolizados. Esses banhistas estão sujeitos ao afogamento, pois, ao consumirem álcool, ficam com a coordenação motora comprometida e perdem a percepção do perigo. Para ficar embriagada, uma pessoa que pesa 70 kg precisa ingerir 15 mL de etanol puro, que se acumula na corrente sanguínea, deixando-a sujeita ao afogamento.

Com base nas condições descritas e considerando que o teor alcoólico de uma cerveja seja de 5% V/V, qual quantidade mínima dessa bebida, em mililitros, ingerida por um indivíduo, poderia caracterizar sua embriaguez?

Leia os textos a seguir e resolva a questão:

    “Nas equações químicas, tanto as substâncias transformadas (reagentes) como as produzidas são representadas por fórmulas. As fórmulas das substâncias indicam elementos que as constituem e, também, a quantidade de átomos de cada elemento. O número que indica essa quantidade de átomos é chamado índice, que é anotado à direita do símbolo de cada elemento. (...)

    A quantidade de cada substância que participa da reação é indicada por números escritos antes de suas fórmulas, denominados coeficientes estequiométricos, que devem ser os menores números inteiros possíveis.”

Fonte: USBERCO, João e SALVADOR, Edgard. Química. 14ª ed. Reform - São Paulo: Editora Saraiva, 2009. v. 1: Química Geral. p. 385.

    “Em uma reação de oxidorredução, o mais comum é que uma espécie se oxide e outra se reduza. Porém, podem ocorrer casos com duas ou mais oxidações e apenas uma redução ou viceversa. De qualquer maneira, para o balanceamento desse tipo de reação, o princípio é sempre o mesmo: n° de elétrons perdidos = n° de elétrons recebidos.”

Fonte: USBERCO, João e SALVADOR, Edgard. Química. 14ª ed. Reform - São Paulo: Editora Saraiva, 2009. v. 2: Físico-Química. p. 250.

Considere a seguinte equação de reação química de oxidorredução não balanceada:

As₂S₃ + NH₄OH + H₂O₂ → (NH₄)₃AsO₄ + (NH₄)₂SO₄ + H₂O

Acerca desta reação química de oxidorredução e de suas espécies, são feitas as seguintes afirmativas:

I – O peróxido de hidrogênio é o agente redutor.

II – Após o devido balanceamento, o coeficiente estequiométrico da água é 20.

III – O arsênio da substância As₂S₃ é reduzido, enquanto o enxofre é oxidado.

IV – O (NH₄)₂SO₄ é um sal cujo nome é sulfito de amônio.

V – Após o devido balanceamento, a soma de todos os coeficientes estequiométricos da equação é igual a 52.

Das afirmativas feitas, estão corretas apenas

Considerado um metal precioso, a prata(Ag) é muito utilizada em diversos segmentos industriais para a fabricação de talheres, joias, produção de baterias, entre outros.
Sabendo-se que 1 mol de Ag contém 6,022 x 10²³ átomos de Ag e pesa 107,9g, qual é a massa, em gramas, de um átomo de prata?

Reação química causou explosão em paiol no RJ
A explosão no arsenal da Marinha na ilha do Boqueirão (RJ) foi provocada pela combustão espontânea de amostras de pólvora, armazenadas no paiol de trânsito – aquele usado para guardar a munição retirada dos navios. (...) Para entrar em combustão espontânea, a pólvora teve contato com umidade. A umidade provocou reações químicas na pólvora, que pegou fogo e provocou um incêndio. (...) Segundo a Folha apurou, esse é o resultado do laudo que explicará as causas do acidente, ocorrido em 16 de julho passado (...).
https://www1.folha.uol.com.br/fsp/1995/8/25/cotidiano/27.html Acesso em 22/06/2020.
Uma reação que pode ocorrer com a pólvora é
2 KNO₃ + S + 3 C → K₂S + N₂ + 3 CO₂
Em uma reação completa, foram obtidos 135 kg de produtos, a partir da queima de 101 kg de nitrato de potássio e 16 kg de enxofre. A quantidade de carvão queimada, em quilogramas, foi de

Uma mistura de carbonato de sódio decahidratado e bicarbonato de sódio foi colocada em um cadinho e levada a uma mufla a 350 °C por 3 h, tendo ocorrido as seguintes reações.

Na₂CO₃ · 10 H₂O(s) → Na₂CO₃(s) + 10 H₂O(v)

2 NaHCO₃(s) → Na₂CO₃(s) + H₂O(v) + CO₂(g)

Finalizado o processo, restou unicamente carbonato de sódio no cadinho, verificando-se uma perda total de massa de 6,70 g. 

Sabendo que M(H) = 1 g/mol, M(C) = 12 g/mol, M(O) = 16 g/mol e M(Na) = 23 g/mol, e supondo que a quantidade de CO₂ seco desprendido do cadinho seja igual a 2,20 g, assinale a opção que indica a quantidade, em gramas, de Na₂CO₃ · 10 H₂O existente na mistura inicial.

A Análise Termogravimétrica (TGA) é uma técnica empregada para avaliar o comportamento térmico de amostras mensurando a variação de massa. A figura mostra a curva de TGA típica para o oxalato de cálcio monohidratado, submetido a uma taxa constante de aquecimento, sob fluxo de um gás inerte.
Com base nessa figura e sabendo que a massa inicial corresponde a 100%, é ERRADO afirmar que

Uma amostra de uma mistura formada por oxalato de cálcio anidro e dióxido de silício foi analisada por técnica de termogravimetria. A amostra foi colocada no interior de um equipamento, que é constituído de um forno acoplado a uma balança. Nele, a amostra é aquecida em um recipiente aberto e as variações de massa e da temperatura são registradas simultaneamente por um computador.
A decomposição térmica do oxalato de cálcio anidro inicia em cerca de 400 ºC e ocorre em duas etapas representadas pelas equações. O composto sólido formado na primeira reação se decompõe em cerca de 600 o C.
CaC₂O₄ (s) → CaCO₃ (s) + CO (g) CaCO₃ (s) → CaO (s) + CO₂ (g)
O resultado da análise é apresentado na forma de uma curva da variação de massa em função da temperatura ao longo do processo de aquecimento.

(Cavalheir, E. T. G.; et al. Química Nova. Adaptado)
I. 51,2 mg da amostra da mistura de CaC₂O₄ e SiO₂. II. 42,8 mg. III. 29,6 mg.
O teor de oxalato de cálcio nessa amostra é de 

O fosfeto de boro (BP) é um semicondutor sólido que pode ser obtido por meio da reação entre o tricloreto de boro líquido, fósforo branco (P₄) e gás hidrogênio. O cloreto de hidrogênio é um subproduto dessa reação.
Considerando que a reação cessa após o consumo total do reagente limitante, ao serem misturados 12 mol de cada um dos reagentes, a quantidade máxima de fosfeto de boro que pode ser formada e a quantidade total de reagentes que permanecem sem reagir são, respectivamente,

Reação química causou explosão em paiol no RJ A explosão no arsenal da Marinha na ilha do Boqueirão (RJ) foi provocada pela combustão espontânea de amostras de pólvora, armazenadas no paiol de trânsito – aquele usado para guardar a munição retirada dos navios. (...) Para entrar em combustão espontânea, a pólvora teve contato com umidade. A umidade provocou reações químicas na pólvora, que pegou fogo e provocou um incêndio. (...) Segundo a Folha apurou, esse é o resultado do laudo que explicará as causas do acidente, ocorrido em 16 de julho passado (...). https://www1.folha.uol.com.br/fsp/1995/8/25/cotidiano/27.html Acesso em 22/06/2020.
Uma reação que pode ocorrer com a pólvora é 2 KNO3 + S + 3 C → K2S + N2 + 3 CO2 Em uma reação completa, foram obtidos 135 kg de produtos, a partir da queima de 101 kg de nitrato de potássio e 16 kg de enxofre. A quantidade de carvão queimada, em quilogramas, foi de

Com os problemas de natureza sanitária causados pela pandemia gerada pela Covid-19, o Corpo de Bombeiros Militar de Minas Gerais tem realizado ações que visam orientar a população quanto ao uso do álcool em gel 70 ºINPM (grau INPM – Instituto Nacional de Pesos e Medidas) ou (70% p/p). O fato é que o álcool em gel se tornou um poderoso combatente no processo de higienização das mãos e proteção contra o novo coronavírus. Entretanto, não se deve nos esquecer de que, além de um eficiente desinfetante, o álcool é uma substância inflamável. Ele também tem sido a causa de muitos acidentes domésticos devido ao seu uso inadequado.

A equação a seguir representa a combustão de um mol de molécula do etanol: 

CH₃CH₂OH + 3O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O

ΔH° = - 1373kJ

O etanol é o tipo de álcool utilizado no álcool em gel. Se considerar apenas o álcool 70 ºINPM como constituinte do álcool em gel e que 460 g desse composto foram completamente queimados, qual a energia, em kJ, mais próxima liberada nesse processo?

A tragédia ocorrida com a explosão na região portuária de Beirute provocou a morte de mais de 100 pessoas e deixou cerca de 4 mil feridos. Conforme relatado pelo Corpo de Bombeiros local, fertilizantes à base de nitrato de amônio (NH₄ NO₃ ) foram a causa do desastre. Segundo os peritos, os fertilizantes à base de NH₄ NO₃ , quando em composição igual a 65%m/m desse composto, podem explodir, principalmente quando envolvidos em situações de incêndio. Uma súbita decomposição térmica do nitrato de amônio é alavancada para uma forte detonação e, provavelmente, foi isso que ocorreu em Beirute.
CAMPOS, B. Instituto Geral de Perícias de Santa Catarina. Disponível em: <https://www.sc.gov.br/noticias/temas/defesa civil-e-bombeiros/perito-do-igp-explica-semelhancas-entreexplosao -em-beirute-e-incidente-em-sao-francisco-do-sul>. Acesso em: 20 ago. 2020 (Adaptação).
Considerando que 20 toneladas do fertilizante com 65%m/m em nitrato de amônio foram expostas ao acidente e todo o nitrato foi queimado, qual é a massa mais próxima, em toneladas, de nitrogênio, detonada na explosão?

O ânion perxenato (XeO₆^4- ) é um oxidante muito forte, capaz de oxidar Mn(II) a Mn(VII), conforme a equação química abaixo:

5 Na₄XeO₆(aq) + 8 MnSO₄(aq) + 2 H₂O(l) → 5 Xe(g) + 8 NaMnO₄(aq) + 6 Na₂SO₄(aq) + 2 H₂SO₄(aq)

Além disso, o XeO₆^4- é um oxidante limpo, pois não introduz produtos de redução no meio da reação, uma vez que o xenônio formado está na forma de gás.

Um experimento foi realizado na temperatura de 300 K e 100 kPa, em que 16 mol de MnSO₄ foram totalmente oxidados por Na₄XeO₆ e todo o gás produzido foi coletado. Nessas condições, o volume de um mol de um gás ideal é igual a 24,9 L.

O volume (em L) de gás coletado nesse experimento foi igual a:

Os alcanos são hidrocarbonetos também conhecidos como parafinas e muitos deles são derivados do petróleo; já as aminas são outra classe de compostos orgânicos e estão presentes de forma muito acentuada em seres vivos animais e vegetais, tanto vivos quanto em decomposição. Desta forma, as fórmulas moleculares do 6- Etil 3-Metil 5-n-Propil Nonano e da Dimetil Fenil Amina são respectivamente:

O carbeto de cálcio, de fórmula CaC₂ , é muito comum em equipamentos usados por exploradores de cavernas para fins de iluminação. Ele reage com água e gera como um dos produtos o gás acetileno (etino), de fórmula C₂H₂, conforme mostra a equação, não balanceada, a seguir

CaC₂ (s) + H₂O (l)  → C₂H₂ (g) + Ca(OH)₂ (s)     (equação 1)

Sequencialmente, esse gás inflamável pode sofrer uma reação de combustão completa, liberando intensa energia, conforme a equação, não balanceada, a seguir

C₂H₂ (g) + O₂ (g)  → CO₂ (g) + H₂O (g) + calor     (equação 2)

Uma massa de 512 g de carbeto de cálcio com pureza de 50% (e 50% de materiais inertes) é tratada com água, obtendo-se uma certa quantidade de gás acetileno. Esse gás produzido sofre uma reação de combustão completa.

Considerando a reação de combustão completa do acetileno nas condições ambientes (25ºC e 1 atm), o volume de gases obtidos e o valor da energia liberada como calor nessa reação, a partir da massa original de carbeto de cálcio, são, respectivamente,

    Dados:

– volume molar na condição ambiente = 24,5 L · mol^-1 (25ºC e 1 atm); calor de combustão do etino = -1298 kJ · mol^-1 ; e

– constante universal dos gases R=0,082 L · atm · mol^-1 · K^-1 .

O fósforo branco, de fórmula P₄, é uma substância bastante tóxica. É utilizado para fins bélicos como arma química de guerra em granadas fumígenas. Pode ser obtido a partir do aquecimento do fosfato de cálcio, areia e coque em um forno especial, conforme mostrado na equação balanceada da reação:

2 Ca₃(PO₄)₂ (s) + 6 SiO₂ (s) + 10 C (s) → 6 CaSiO₃ (s) + 1 P₄ (s) + 10 CO (g)

A respeito da reação de obtenção do fósforo branco, seus participantes e suas características são feitas as seguintes afirmativas.

I – O fósforo branco é classificado como uma substância iônica polar.

II – O fósforo branco (P₄ ) é classificado como uma substância simples.

III – A geometria da molécula do gás monóxido de carbono é angular.

IV – A massa de fósforo branco obtida quando se aquece 1860 g de fosfato de cálcio com rendimento de 80% é de 297,6 g.

V – A distribuição eletrônica do átomo de cálcio no estado fundamental é: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵.

Das afirmativas feitas estão corretas apenas

O oxalato de cálcio é oxidado por permanganato de potássio em meio ácido. A equação não balanceada dessa reação é representada a seguir:

CaC₂O₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ → CaSO₄ + K₂SO₄ + MnO₂ + H₂O + CO₂

A soma dos coeficientes da equação da reação corretamente balanceada (menores números inteiros) e o volume de CO₂ liberado quando se faz reagir 384 g de oxalato de cálcio por reação completa, na condição ambiente (25 ºC e 1 atm), são, respectivamente

Dados:

– volume molar nas condições ambiente de temperatura e pressão (25 ºC e 1 atm): 24,5 L · mol^-1 ; e

– constante universal dos gases R=0,082 L · atm · mol^-1 · K^-1 .