Profª Bárbara. Química ambiental

(1)

Profª Bárbara

Química ambiental

Problemas ambientais: Em todas as provas do Enem sempre foram cobrados aspectos relacionados com problemas ambientais que estão colocando em risco a natureza e a vida humana e animal. Entre esses problemas, destacam-se:

- Aquecimento global e efeito estufa: as questões geralmente envolvem o que causa esses problemas, principalmente no que se refere à crescente concentração de dióxido de carbono (CO

2

) que vem sendo lançado na atmosfera, às causas, às consequências, às reações químicas envolvidas nesses processos e como esses problemas podem ser amenizados ou mesmo solucionados;

- Chuva ácida: Os óxidos são compostos binários que possuem o elemento oxigênio como o mais eletronegativo. Eles são lançados na atmosfera, reagindo com a água da chuva, gerando ácidos. Essas reações químicas, quais são os óxidos envolvidos nesse processo, as fontes do problema e possíveis soluções também devem ser analisadas nas questões nesse caso;

- Destruição da camada de ozônio: Esse problema é causado principalmente pelos clorofluorcarbonetos (CFCs) que são compostos pertencentes à função dos haletos orgânicos. Estude também sobre eles e as reações que destroem o ozônio (O

3

);

- Poluição das águas: Relacionado a esse tema, pode ser interessante ver os assuntos a seguir: Danos causados por vazamentos de petróleo nos oceanos, Demanda Bioquímica de Oxigênio, Demanda Química de Oxigênio, Fertilizantes Químicos e Poluição, Oxigênio dissolvido da água, Oxigênio no tratamento de efluentes e Poluição térmica.

- Lixo: Nesse assunto entra os polímeros (plásticos) que são os maiores responsáveis pela crescente quantidade de lixo existente. Veja também aspectos relacionados com: Polímeros e poluição, Reciclagem de embalagens, Reciclagem de Vidro, Substâncias tóxicas formadas na incineração do lixo, Classificação do lixo nuclear, Lixo Nuclear no lugar certo e Plásticos biodegradáveis;

- Combustíveis e geração de energia: O candidato precisa estar inteirado sobre os diversos tipos de geração de energia existentes, quais os impactos ambientais que eles causam, como a energia é gerada, quais são consideradas energias limpas, a geração de energia nuclear, tudo sobre os combustíveis fósseis, tais como os derivados do petróleo (principalmente a gasolina e o óleo diesel) e o carvão, os prejuízos que eles causam ao meio ambiente, quais são os gases liberados por eles, quais combustíveis são mais poluentes, entender sobre os biocombustíveis, principalmente sobre o etanol, biodiesel e biogás, como os biocombustíveis são formados a partir da biomassa, se eles são realmente limpos, as reações que envolvem a produção dos biocombustíveis, como a esterificação e as reações de combustão que ocorrem com os combustíveis, além do calor envolvido nessas reações.

1. (UERJ 2015) Os combustíveis fósseis, que têm papel de destaque na matriz energética brasileira, são formados, dentre outros componentes, por hidrocarbonetos.

A combustão completa dos hidrocarbonetos acarreta a formação de um óxido ácido que vem sendo considerado o principal responsável pelo efeito estufa.

A fórmula química desse óxido corresponde a:

a) CO2 b) SO3 c) H2O d) Na2O

2. (UEPG 2015) Os derivados de petróleo e o carvão mineral utilizados como combustíveis podem conter enxofre, cuja queima produz dióxido de enxofre. As reações do dióxido de enxofre na atmosfera podem originar a chuva ácida. Sobre o sistema proposto, assinale o que for correto.

01) A chuva ácida causa corrosão do mármore, do ferro e de outros materiais utilizados em monumentos e construções.

02) Na atmosfera, o dióxido de enxofre reage com o oxigênio e se transforma em trióxido de enxofre 04) O dióxido de enxofre e o trióxido de enxofre são óxidos básicos.

08) O único ácido formado na atmosfera é o ácido sulfúrico

(SO ).

3

2 3

(H SO ).

(2)

3. (IFSUL 2015) Atualmente uma nova indústria para se instalar numa determinada localidade, deve ter um rígido controle das emissões de gases, para evitar a formação de chuva ácida.

Qual dos gases a seguir forma a chuva ácida?

a) b) c) d)

4. (UEMA 2015) O e o são gases causadores de poluição atmosférica que, dentre os danos provocados, resulta na formação da chuva ácida quando esses gases reagem com as partículas de água presentes nas nuvens, produzindo e

Esses compostos, ao serem carreados pela precipitação atmosférica, geram transtornos, tais como contaminação da água potável, corrosão de veículos, de monumentos históricos etc.

Os compostos inorgânicos citados no texto correspondem, respectivamente, às funções :

a) sais e óxidos.

b) bases e sais.

c) ácidos e bases.

d) bases e óxidos.

e) óxidos e ácidos.

5. (PUC-MG 2015) As chuvas ácidas são provocadas devido à grande quantidade de poluentes gasosos lançados na atmosfera por alguns tipos de indústria e pela queima de combustíveis fósseis por automóveis.

Uma das substâncias liberadas é o dióxido de enxofre que, ao entrar em contato com o ar atmosférico, transforma-se em trióxido de enxofre. O trióxido de enxofre em contato com a água das nuvens transforma-se em ácido sulfúrico. As chuvas ácidas provocam a deterioração de monumentos históricos, principalmente os constituídos de carbonato de cálcio, cuja reação com o ácido sulfúrico resulta na formação de sulfato de cálcio, dióxido de carbono e água.

Assinale a alternativa que apresenta a fórmula CORRETA das seguintes substâncias químicas citadas no texto: ácido sulfúrico, sulfato de cálcio, dióxido de carbono e água, respectivamente.

a) e

b) e

c) e

d) e

6. (PUC-PR 2015) A emissão de óxidos ácidos para a atmosfera vem crescendo cada vez mais nas últimas décadas. Eles podem ser emitidos através de fontes naturais, tais como a respiração vegetal e animal, erupções vulcânicas e decomposição de restos vegetais e animais. No entanto, o fator agravante é que alguns óxidos ácidos são liberados também na combustão de combustíveis fósseis, como os derivados do petróleo (gasolina, óleo diesel etc.).

Sobre óxidos ácidos e suas implicações ambientais, é CORRETO afirmar que:

a) óxidos ácidos são substâncias moleculares, formadas, principalmente, pelo enxofre e pelo nitrogênio e que, ao entrarem em contato com a água, reagem formando ácidos, por exemplo, sulfuroso, sulfúrico, nítrico e nitroso.

b) o gás carbônico e o monóxido de carbono são exemplos de óxidos que reagem com a água, formando ácidos.

c) óxidos ácidos são substâncias iônicas, formadas pela ligação de metais (principalmente alcalinos e alcalinos terrosos) com o oxigênio.

d) o trióxido de enxofre neutraliza o hidróxido de sódio na proporção molar de

e) a chuva ácida é a responsável direta pelo fenômeno conhecido como efeito estufa, cujo agravamento eleva as temperaturas médias de nosso planeta.

7. (IFSC 2014) O dióxido de carbono é o principal causador do aquecimento global, fenômeno que muitos já consideram responsável pelas mudanças climáticas observadas recentemente: fortes tempestades, furacões, ondas gigantes, além dos verões e invernos mais rigorosos. Sobre o dióxido de carbono é CORRETO afirmar que:

a) Nas condições ambientes é um líquido.

b) É formado de cálcio e oxigênio.

c) Sua fórmula molecular é

d) Não possui oxigênio na sua constituição.

e) Faz parte no processo da respiração animal.

8. (PUC-SP 2014) Um óxido básico é um óxido iônico que reage com água tendo um hidróxido como produto.

São óxidos básicos todas as seguintes substâncias:

a)

b)

c)

d)

e)

9. (UNICAMP 2013) Em junho de 2012 ocorreu na cidade do Rio de Janeiro a Conferência Rio+20. Os principais focos de discussão dessa conferência diziam respeito à sustentabilidade do planeta e à poluição da água e do ar. Em relação a esse último aspecto, sabemos que alguns gases são importantes para a vida no planeta. A preocupação com esses gases é justificada, pois, de um modo geral, pode-se afirmar que:

a) o CH4 e o CO2 estão relacionados à radiação ultravioleta, o O3, à chuva ácida e os NOx, ao efeito estufa.

b) o CH4 está relacionado à radiação ultravioleta, o O3

e o CO2, ao efeito estufa e os NOx, à chuva ácida.

c) os NOx estão relacionados ao efeito estufa, o CH4 e o CO2, à radiação ultravioleta e o O3, à chuva ácida.

d) o O3 está relacionado à radiação ultravioleta, o CH4

e o CO2, ao efeito estufa e os NOx, à chuva ácida.

CH .

4

SO .

2 CO.

NH .

3

2

(CO)

1: 1.

CoO .

2

2 3 2

CO , SO , TiO .

2 2

CaO, Na O, K O.

CaSO , MgO, CO.

4

2 2 2

Li O, Mg(OH) , SiO .

3 4

KHO , CaO, BaSO .

(3)

10. (UDESC 2013) O Governo Brasileiro tem incentivado o uso de combustíveis menos poluentes, como o diesel adicionado de biodiesel em 5% (denominado B5) que, por causa de sua fonte diferenciada em relação ao diesel tradicional, não tem enxofre, e também o uso do diesel com menor teor de enxofre, denominado S50, que tem teor máximo, desse elemento, de 50 mg/kg do combustível.

O uso desses combustíveis tem como objetivo diminuir a poluição ambiental, principalmente pela diminuição do lançamento de enxofre e seus compostos na atmosfera.

Assinale a alternativa incorreta em relação a esta questão ambiental.

a) O enxofre sofre oxidação durante a queima do combustível no motor, gerando dióxido de enxofre gasoso.

b) Os óxidos de enxofre formados durante a queima do combustível, por se tratarem de óxidos básicos, podem se combinar com o vapor de água na atmosfera, formando bases fracas, responsáveis pela acidez da chuva.

c) O SO2(g) formado na combustão do diesel pode se oxidar a SO3(g) na atmosfera, que em contato com umidade, pode gerar H2SO4.

d) A chuva ácida de origem sulfúrica é prejudicial para o meio ambiente, pois contribui para a dissolução de materiais carbonáceos, como recifes, corais e monumentos históricos, e também influencia na agricultura, diminuindo a biodisponibilidade de Ca2+, uma vez que forma o sal CaSO4 pouco solúvel.

e) A transformação do enxofre elementar em SO2(g) é uma reação de oxirredução, que ocorre com redução do oxigênio e oxidação do enxofre.

11. (PUC-RS 2012) A sociedade moderna emprega enormes quantidades de combustíveis como fonte de energia, o que tem dado origem a diversos problemas ambientais, entre eles a chuva ácida. Além disso, o aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera é motivo de preocupação, pois esse gás tem sido reiteradamente apontado como um dos responsáveis pelo aquecimento global.

Em relação a esse tema, é correto afirmar que:

a) o hidrogênio é um combustível fóssil encontrado junto com o petróleo e o gás natural, e seu uso acarreta aumento do teor de dióxido de carbono atmosférico.

b) a queima de carvão, mineral ou vegetal, está associada a emissões de dióxido de carbono, mas somente o carvão mineral pode conter altos teores de enxofre e contribuir para a chuva ácida.

c) o metanol produzido a partir da nafta é um álcool, e sua queima não implica aumento de dióxido de carbono na atmosfera.

d) o etanol derivado da cana-de-açúcar é um biocombustível, e por esse motivo sua queima não causa emissões de dióxido de carbono.

e) o gás natural, também conhecido como gás de cozinha, é um combustível fóssil e, apesar de não ser poluente, sua queima emite dióxido de carbono.

12. (FGV 2012) O uso dos combustíveis fósseis, gasolina e diesel, para fins veiculares resulta em emissão de gases para a atmosfera, que geram os seguintes prejuízos ambientais: aquecimento global e chuva ácida. Como resultado da combustão, detecta-se na

atmosfera aumento da concentração dos gases e

Sobre as moléculas desses gases, é correto afirmar que:

a) é apolar e e são polares.

b) é polar e e são apolares.

c) e são apolares e é polar.

d) e são polares e é apolar.

e) e são apolares e é polar.

13. (PUC-RS 2012) No ano de 2011 houve uma erupção de grandes proporções no Chile, envolvendo o vulcão Puyehue. Dentre as substâncias lançadas na atmosfera durante erupções vulcânicas, encontram-se, principalmente, a sílica o gás carbônico, a água e o gás denominado anidrido sulfuroso, cuja fórmula é

Com base nessas informações, é correto afirmar que:

a) o gás carbônico e o anidrido sulfuroso são, respectivamente, o monóxido de carbono e o dióxido de enxofre.

b) todas as substâncias mencionadas são óxidos, com exceção da água, que é um peróxido.

c) a sílica, em solução aquosa, origina uma base, enquanto que o anidrido sulfuroso origina um ácido.

d) o anidrido sulfuroso e o dióxido de carbono são óxidos ácidos, porém somente o anidrido sulfuroso é o principal responsável pelo fenômeno da chuva ácida.

e) o gás carbônico e a sílica são também denominados, respectivamente, de peróxido de carbono e dióxido de silício.

14. (UEPB 2012)

Emissões veiculares são responsáveis por 80% da poluição na RMC, aponta estudo

Dados podem ser ferramenta para planejamento, manutenção e controle da qualidade do ar

2

(4)

Qual das alternativas abaixo apresenta apenas óxidos de nitrogênio?

a) HNO2, NO e NH3 b) HNO3, NO e N2O4 c) N2O5, NO2 e NH3 d) NO, N2O e N2O3 e) N2, N2O e NO2

15. (UERJ 2011) A chuva ácida é um tipo de poluição causada por contaminantes gerados em processos industriais que, na atmosfera, reagem com o vapor d’água.

Dentre os contaminantes produzidos em uma região industrial, coletaram-se os óxidos SO3, CO,

Na2O e MgO.

Nessa região, a chuva ácida pode ser acarretada pelo seguinte óxido:

a) SO3 b) CO c) Na2O d) MgO

16. (UEPG 2011) A queima de carvão e de combustíveis fósseis, assim como os poluentes industriais, lançam na atmosfera dióxido de enxofre e de nitrogênio; esses gases combinam-se com o vapor de água e resultam na chamada chuva ácida. Nesse contexto, assinale o que for correto.

01) A presença de CO2 na atmosfera de maneira nenhuma pode ser associada ao aumento da acidez da chuva.

02) Os principais ácidos presentes na chuva ácida são o ácido nítrico e o ácido sulfúrico.

04) A formação do ácido sulfúrico na atmosfera pode ser representada pelas reações:

2 SO2 + O2 → 2 SO3 e SO3 + H2O → H2SO4

08) Tecnicamente chama-se de chuva ácida qualquer chuva com pH menor que 5,6.

GABARITO:

1- A 2- 1, 2 =3 3- B 4- E 5- C 6- A 7- E 8- B 9- D 10- B 11- B 12- A 13- D 14- D 15- A

16- 2, 4, 8 = 14

Gabarito comentado:

Resposta da questão 1:

[A]

A reação de combustão completa dos hidrocarbonetos formam dióxido de carbono (CO2) um óxido ácido e água, conforme a reação:

01 + 02 = 03.

[01] Correta. A chuva ácida causa corrosão do mármore, do ferro e de outros materiais utilizados em monumentos e construções.

Por exemplo:

[02] Correta. Na atmosfera, o dióxido de enxofre reage com o oxigênio e se transforma em trióxido de enxofre

[04] Incorreta. O dióxido de enxofre e o trióxido de enxofre são óxidos ácidos, pois em contato com água formam estes tipos de compostos.

x y 2 2 2

C H + O ® CO + H O

3 2 4 4 2 2

CaCO + H SO ® CaSO + H O CO . +

3 2

1

2 3

(SO ) : SO O SO .

+ 2 ®

(5)

[08] Incorreta. As reações do dióxido de enxofre na atmosfera podem originar a chuva ácida de ácido sulfúrico ou ácido sulfuroso.

[16] Incorreta. O ácido sulfúrico é classificado como ácido de Bronsted-Lowry, porque doa prótons na reação com uma base.

[B]

O principal gás que forma a chuva ácida é o que ao reagir com água forma o ácido sulfuroso, que irá contribuir para a diminuição do pH da água da chuva.

[E]

[C]

Ácido sulfúrico:

Sulfato de cálcio:

Dióxido de carbono:

Água:

[A]

[A] Correta. Óxidos ácidos ao reagirem com água formam ácidos, observe:

[B] Incorreta. O monóxido de carbono por ser um óxido neutro, ao reagir com água, não formará um óxido ácido, somente o dióxido de carbono por ser óxido ácido.

[C] Incorreta. Óxidos ácidos são compostos formados por ametais, formando, portanto, ligações covalentes.

[D] Incorreta. A proporção será 1:2:

[E] Incorreta. Os principais agentes causadores do efeito estufa são os óxidos ácidos como, por exemplo, e

[E]

[A] Incorreta. A temperatura ambiente o dióxido de carbono é gasoso.

[B] Incorreta. O dióxido de carbono é formado por um átomo de carbono ligado a dois átomos de oxigênio.

[C] Incorreta. Sua fórmula molecular é

[D] Incorreta. Possui 2 átomos de oxigênio em sua estrutura.

[E] Correta. O é eliminado durante a respiração aeróbica.

[B]

São óxidos básicos (possuem metais das famílias IA e IIA) e reagem com água produzindo bases, as seguintes

substâncias:

SO

2

2 2 2 3

SO + H O ® H SO

2 2

3 2 4

NO e SO : óxidos.

HNO e H SO : ácidos.

2 4

H SO . CaSO .

4

CO .

2

H O.

2

3 2 2 3

2 12 2 2 2 4

2 2 2 3

SO H O H SO

SO O H O H SO 2NO H O HNO HNO

+ ®

+ + ®

+ ® +

(CO), (CO )

2

3 2 4 2

SO + 2NaOH ® Na SO + H O

CO ,

2

NO

₂

NO .

3

CO .

2

CO

2

2 2

CaO, Na O, K O.

(6)

[D]

O gás ozônio contribui na retenção da radiação ultravioleta que penetra na atmosfera do Planeta Terra.

O metano e o gás carbônico contribuem para o efeito estufa, ou seja, para a reflexão de radiações solares na atmosfera.

Os óxidos de nitrogênio , formados principalmente pela reação do gás nitrogênio e do gás oxigênio no interior dos motores a combustão interna, podem reagir com a água formando a chuva ácida.

[B]

Os óxidos de enxofre formados durante a queima do combustível, por se tratarem de óxidos ácidos, podem se combinar com o vapor de água na atmosfera, formando os ácidos sulfúrico e sulfuroso, responsáveis pela acidez da chuva.

[B]

Análise das alternativas:

[A] Incorreta. A queima do hidrogênio produz água e não acarreta aumento do teor de dióxido de carbono atmosférico.

[B] Correta. A queima de carvão, mineral ou vegetal, está associada a emissões de dióxido de carbono, mas somente o carvão mineral pode conter altos teores de enxofre e contribuir para a chuva ácida.

Reações dos óxidos com água:

[C] Incorreta. O metanol produzido a partir de vários processos é um álcool, e sua queima implica na liberação do dióxido de carbono na atmosfera.

Comentário sobre o metanol 1º método de preparação:

Este álcool também é conhecido como álcool de madeira, pois é preparado pela destilação seca da madeira.

(O )

3

(CH )

4

(CO )

₂

(NO )

x

2 2

2 2 3

S(s) + O (g) SO (g) SO (g) + O (g) 1 SO (g)

2 ®

®

2 2 2 3

3 2 2 4

SO (g) + H O( ) H SO (aq) SO (g) + H O( ) H SO (aq)

!

(7)

2º método de preparação:

Através da redução (reação com hidrogênio) do monóxido de carbono (CO).

A mistura de carvão coque com água produz outra mistura conhecida como “gás d’água”. Observe:

O gás d’água, em condições adequadas, forma metanol. Veja:

[D] Incorreta. A queima do etanol produz dióxido de carbono.

[E] Incorreta. O gás natural (na verdade é uma mistura gasosa) e também conhecido como gás do lixo (gás dos pântanos, etc.) é um gás poluente.

[A]

Teremos:

[D]

O anidrido sulfuroso e o dióxido de carbono são óxidos ácidos, porém somente o anidrido sulfuroso é o principal responsável pelo fenômeno da chuva ácida. ²

(SO ) (CO )

₂

(8)

[D]

Óxidos de nitrogênio : NO, e

[A]

Teremos:

SO3(g) + H2O(l) ® H2SO4(aq) Resposta da questão 16:

02 + 04 + 08 = 14

Teremos:

A presença de CO2 na atmosfera está associada ao aumento da acidez da chuva (pH em torno de 5,6): H2O+ CO2 ® H2CO2.

Os principais ácidos presentes na chuva ácida são o ácido nítrico e o ácido sulfúrico:

2 SO2 + O2 → 2 SO3

SO3 + H2O → H2SO4

2NO + O2 ® 2NO2

2NO2 + H2O ® HNO2 + HNO3

2HNO2 + O2 ® 2HNO3

Tecnicamente chama-se de chuva ácida qualquer chuva com pH menor que 5,6.

2 2 3

2 2 2 3

3 2 2 4

SO (g) 1 O (g) SO (g) 2

SO (g) H O( ) H SO (aq) SO (g) H O( ) H SO (aq)

+ ®

!

(N O )

x y

N O

₂

N O .

_{2 3}