01) (PUC-SP-1999) Após a Revolução Industrial, passou-se a utilizar em grande escala combustíveis fósseis como fonte de energia. A

queima desses combustíveis libera grandes quantidades de gás carbônico, óxidos de enxofre e óxidos de nitrogênio.

A liberação destes compostos gera uma série de problemas ambientais: o CO2 é um gás que uma vez na atmosfera, impede a

dispersão do calor irradiado pela Terra, sendo um dos responsáveis pelo chamado efeito estufa; os outros óxidos presentes na

atmosfera podem reagir com a água, produzindo soluções diluídas de ácidos, como por exemplo ácido sulfúrico (H2SO4) e ácido

nítrico (HNO3). Isto ocasiona a chamada chuva ácida, que leva a um decréscimo do pH das águas e solos.

Nas regiões onde a chuva ácida é intensa, vários efeitos sobre os seres vivos têm sido registrados como o aumento da mortalidade

dos peixes em lagos e de árvores em florestas. Além de gerar problemas para o equilíbrio do ecossistema, prevê-se que a

diminuição do número de árvores sadias, se ocorrer em grande escala, contribuirá para o agravamento do efeito estufa.

Outros efeitos sobre os seres vivos também foram detectados. Verificou-se que a casca dos ovos de pássaros, que vivem em regiões

afetadas e que se alimentam de insetos herbívoros, tem se tornado muito frágil, levando os embriões à morte. Sabe-se também que

solos ácidos favorecem a formação de um composto de cálcio mais solúvel, que é mais facilmente carregado pelas águas das

chuvas, diminuindo a possibilidade de absorção desse composto pelas raízes das plantas.

Em cidades, próximas a centros industriais, a chuva ácida pode ocasionar deterioração em mármores e estruturas metálicas. Por

exemplo, em Atenas, monumentos da Acrópoles deterioraram mais nos últimos cinquenta anos do que em toda a sua história.

Com base em seus conhecimentos de Biologia e Química, elabore um texto sucinto explicando:

a) Porque, mesmo sem a presença de óxidos de enxofre e de nitrogênio na atmosfera, o caráter da chuva também é ácido (pH = 6) e

porque a presença desses óxidos, embora a concentração deles no ar seja bem menor do que a do CO2, abaixa tanto o pH das

chuvas (em algumas situações o pH chega a 3). Equacione as reações de ionização envolvidas e dê a relação entre a concentração

molar de H+ nas duas situações.

b) O processo biológico, dentre aqueles que seriam afetados pela danificação das árvores cujo comprometimento poderia agravar o

efeito estufa. Descreva sucintamente esse processo, equacionando-o, caracterizando suas etapas e situando-as citologicamente.

c) A relação entre a fragilidade da casca de ovos e a pouca disponibilidade de cálcio a ser absorvido pelas plantas.

d) O efeito da chuva ácida sobre o mármore (CaCO3) e o ferro, equacionando as reações envolvidas.

02) (PUC-SP-2000) Dentre os eventos científicos mais notáveis deste século destacam-se a demonstração que o DNA (ácido

desoxirribonucléico) contém as informações genéticas e a elaboração do modelo estrutural dessa molécula.

Baseados em diferentes análises,Watson e Crick (1953), sugeriram para o DNA uma estrutura tridimensional helicoidal, formada por

duas cadeias de nucleotídeos (fitas do DNA), motivo pelo qual passou a ser chamada de dupla hélice. A dupla hélice pode ser

visualizada como uma escada de cordas, com degraus rígidos, torcida helicoidalmente. As laterais (corrimões) da escada

corresponderiam às moléculas de açúcar e fosfato, e os degraus representariam os pares de bases nitrogenadas.O mérito do

modelo proposto é que, a partir dele, tornou-se possível explicar as propriedades (químicas e físicas) do DNA e também a

capacidade de autoduplicação do material genético.

Evidentemente, já havia um acúmulo de informações sobre o DNA que foram importantes para que Watson e Crick chegassem ao

modelo da dupla hélice. Sabia-se que o DNA era constituído por unidades chamadas nucleotídeos os quais são formados por 3

componentes: uma base nitrogenada, um açúcar pentose (desoxirribose) e um grupo fosfato. A base de cada nucleotídeo pode ser

adenina, timina, guanina ou citosina, cuja forma estrutural está representada abaixo.

Uma das evidências consideradas por Watson e Crick, para a elaboração do modelo da molécula de DNA, foi a descoberta de Erwin

Chargaff. Este pesquisador analisou a composição do DNA de diferentes organismos e constatou uma regularidade peculiar nas

proporções das bases nitrogenadas. As proporções encontradas experimentalmente para alguns organismos estão indicadas na

tabela abaixo.

Entretanto, essa relação entre as bases nitrogenadas, mais tarde conhecida como a regra de Chargaff, permaneceu sem explicação

até a elaboração do modelo da dupla hélice.

O modelo da estrutura do DNA foi fundamental para se compreender, posteriormente, que as informações genéticas estão

organizadas nessa molécula na forma de um código de leitura e que esse código é comum aos diferentes organismos.

Com as informações apresentadas acima e com base em seus conhecimentos de Química e Biologia, elabore um texto sucinto que

explique os tipos de ligações e interações que ocorrem entre os nucleotídeos de uma mesma fita e entre as fitas da dupla hélice,

correlacionando com as observações de Chargaff e o processo de auto duplicação da molécula de DNA. Enriqueça seu texto com

exemplos de moléculas que apresentem esses tipos de ligações e de interações.

03) (PUC-SP-2001)

A fermentação e a respiração produzem moléculas de ATP (trifosfato de adenosina), que estocam a energia a ser utilizada pelas células. A energia absorvida para a formação de 1mol de ATP no estado padrão é 30,5kJ. Alguns organismos são capazes de utilizar ambos os processos para obter energia e, por isso, são chamados aeróbicos facultativos. Um desses organismos, a levedura, foi estudado pelo bioquímico Louis Pasteur há cerca de um século. Ele verificou que esse ser vivo apresentava uma taxa de consumo de açúcar maior em condições anaeróbicas do que em condições aeróbicas. A partir das informações apresentadas, — elabore um texto sucinto, explicando a observação feita por Pasteur. Inclua na sua argumentação os valores das energias envolvidas na fermentação e na respiração aeróbica, utilizando 1mol de glicose (C6H12O6). Explique como você obteve esses valores. Calcule a quantidade de ATP formado nos processos de fermentação alcoólica e de respiração aeróbica, considerando que o primeiro apresenta rendimentos de 27% e o segundo, de 40% nas condições padrão. Indique os seus cálculos. — Considerando um organismo eucarionte facultativo, explique em quais condições esse ser vivo realizará o processo de fermentação ou respiração aeróbica, indicando em que regiões da célula ocorrem os dois processos. — Uma das aplicações atuais de etanol obtido pela fermentação é a sua utilização como combustível. Escreva a reação de combustão completa do etanol e, utilizando os dados apresentados nos diagramas, determine a energia envolvida na queima completa de 1mol de etanol, explicitando seu raciocínio.

04) (PUC-SP-2002)

05) (PUC-SP-2003)

06) (PUC-SP-2004)

07) (PUC-SP-2005-VERÃO)

08) (PUC-SP-2005-INVERNO)

09) (PUC-SP-2006)

A prática de queimadas que visam ao preparo de terrenos para plantio é outro fator que agrava o desmatamento da Floresta Amazônica e é responsável pela maior parte do CO2 emitido pelo Brasil. Com base em seus conhecimentos de Biologia e Química responda às questões. • Qual o processo biológico envolvido na conversão da energia luminosa em energia química? Equacione a reação química que representa esse processo e indique em qual organela citoplasmática ele ocorre. Considerando que 900g de glicose (C6H12O6) foram obtidos a partir desse processo, determine o volume de O2 produzido e a massa de CO2 consumida. Dados: C = 12g/mol; O = 16g/mol; H = 1g/mol Volume de 1mol de gás nas condições atmosféricas da Amazônia = 25L • Como a ocorrência de queimadas e o desmatamento de grandes áreas da floresta contribuem para as altas concentrações de CO2 na atmosfera? • A pirâmide de energia a seguir é uma representação esquemática da quantidade de energia disponível nos níveis tróficos dos produtores (X) e consumidores primários (Y) da Floresta Amazônica. Explique o motivo pelo qual Y é menor que X.

• Equacione a reação de transformação de glicose (C6H12O6) em carvão (C). Determine a variação de entalpia dessa transformação a partir dos dados fornecidos abaixo. Represente, em um único diagrama, as energias envolvidas nas seguintes reações: I. Combustão completa de 1mol de glicose (ΔHI). II. Transformação de 1mol de glicose em carvão (ΔHII). III. Combustão completa do carvão formado no processo II (ΔHIII). Explique a diferença entre a capacidade calorífica da lenha e a do carvão vegetal. Dados: ΔH0 COMBUSTÃO da glicose = –2800kJ/mol ΔH0 FORMAÇÃO da glicose = –1250kJ/mol ΔH0 FORMAÇÃO da água = –285kJ/mol ΔH0 FORMAÇÃO do gás carbônico = –390kJ/mol

10) (PUC-SP-2007) O LIXO PRODUZIDO pelos grandes centros urbanos, como é o caso da cidade de São Paulo, representa um dos seus graves problemas e requer soluções a curto e médio prazos. Na maioria das vezes, o lixo urbano é colocado em aterros sanitários ou simplesmente despejado em lixões, causando um grande impacto no ambiente e na saúde humana. Dentre as possíveis soluções, programas ambientais alertam para a necessidade de reduzir a quantidade de resíduos e de aumentar a reutilização e a reciclagem dos materiais. Na natureza, também ocorre a contínua reciclagem de materiais promovida pelos ciclos biogeoquímicos. No ciclo do carbono, por exemplo, os átomos desse elemento são incorporados nos organismos através da fotossíntese e, após percorrerem a cadeia trófica, retornam à atmosfera. Muitos materiais descartados no lixo dos centros urbanos podem ser reciclados. A reciclagem do papel permite a confecção de diversos produtos a partir do reprocessamento de suas fibras de celulose. O plástico de embalagens de bebidas tipo PET, poli(etilenotereftalato), pode ser derretido e transformado em filmes úteis para outros tipos de embalagens ou em fibra de tecido. Em relação às embalagens de alumínio, a reciclagem é bastante simples e eficiente. A produção de uma tonelada de alumínio reciclado consome somente 5% da energia necessária na obtenção da mesma massa desse metal quando obtido diretamente de seu minério, a bauxita. Este processo, por sua vez, requer muita energia por envolver a eletrólise ígnea do óxido de alumínio (Aℓ2O3), principal componente da bauxita. Já a matéria orgânica pode ser degradada em tanques chamados biodigestores onde, sob a ação de certos microorganismos, é decomposta. Entre outros produtos, forma-se o gás metano (CH4) que pode ser utilizado como combustível residencial e industrial. De modo geral, a reciclagem ainda apresenta um custo elevado em relação à utilização de matéria- prima virgem. Entretanto, esta deve ser incentivada, pois nesses custos não está contabilizada a degradação do ambiente.

Com base nos seus conhecimentos de Química e Biologia responda às questões: 1. No ciclo biogeoquímico mencionado no texto, como ocorre a restituição do carbono para a atmosfera? Os átomos de carbono do metano (CH4) produzido nos biodigestores podem ser reintegrados diretamente na biomassa? Justifique. 2. As células apresentam um eficiente sistema de reciclagem. Componentes celulares desgastados são digeridos e seu material reutilizado. Indique e caracterize a organela membranosa responsável pela digestão celular e que está envolvida nesse processo. 3. Cite as funções presentes no polímero celulose e no poli(etilenotereftalato). Indique o tipo de interação intermolecular que ocorre em cada uma dessas substâncias. 4. A celulose é fonte de energia para diversos animais, embora nem sempre estes sejam capazes de hidrolisá-la e utilizar a glicose como fonte de energia. Por exemplo, cupins de madeira são incapazes de digerir a celulose que ingerem, o que é feito por microorganismos que vivem obrigatoriamente em seu tubo digestivo. Assim, os cupins obtêm energia a partir da glicose derivada da celulose. Identifique e caracterize a relação ecológica existente entre cupins e esses microorganismos. 5. Equacione a reação da eletrólise ígnea do óxido de alumínio (Aℓ2O3). Indique os produtos obtidos no cátodo (pólo −) e no ânodo (pólo +) da cuba eletrolítica. Determine a massa de alumínio produzida em uma cuba eletrolítica com corrente constante de 1 × 105 A durante 80 horas (2,88 × 105 s). Dados: Considere a constante de Faraday = 9,6 ×104 C ⋅mol−1 Q (carga, C) = i (corrente, A) × Δt (tempo, s) Aℓ = 27,0 g ⋅mol−1; O = 16,0 g ⋅mol−1 6. Determine a relação entre a massa de alumínio obtida por reciclagem e a obtida por eletrólise ígnea do óxido de alumínio empregando-se a mesma quantidade de energia.

11) (PUC-SP-2008)

12) (PUC-SP-2009)

13) (PUC-SP-2010-VERÃO)

14) (PUC-SP-2010-INVERNO)

15) (PUC-SP-2011-VERÃO)

GABARITO 01-(PUC-SP-1999) Mesmo sem a presença de óxidos de enxofre e de nitrogênio na atmosfera, o caráter da chuva

também é ácido (pH=6) devido à dissolução do CO2 da atmosfera na água de chuva, onde ocorre a formação do ácido

carbônico:

CO2(g) + H2O(l) ⇌ H2CO3(aq) ⇌ H+(aq) + HCO3-(aq)

Como na ausência de óxidos de enxofre e de nitrogênio o pH da água de chuva é igual a 6 a concentração

hidrogeniônica, [H+], dessa água é igual a 10-6 mol/L.

Os óxidos de enxofre e nitrogênio, quando presentes na atmosfera, reagem com a água de chuva, dando origem,

principalmente, aos ácidos sulfúrico e nítrico.

A formação desses dois ácidos pode ser representada pelas equações:

SO3 + H2O H2SO4

2 NO2 + H2O HNO3 + HNO2

Os ácidos H2SO4 e HNO3 são fortes, ou seja, muito ionizados, ao contrário do H2CO3, que é um ácido fraco.

Na concentração da água de chuva, os ácidos H2SO4 e HNO3 estão praticamente 100% ionizados.

H2SO4(aq) 2 H+(aq) + SO42-(aq)

HNO3(aq) H+(aq) + NO3-(aq)

O H2CO3, como é um ácido fraco, está pouco ionizado.

H2CO3(aq) ⇌ H+(aq) + HCO3-(aq)

O abaixamento do pH=6 para pH=3 é devido à presença dos ácidos H2SO4 e HNO3.

Água de chuva de pH=6 [H+] = 10-6 mol/L

Água de chuva de pH=3 [H+] = 10-3 mol/L

Logo, ficamos com:3

3

6

10 mol /L10

10 mol /L

Conclusão: a concentração de íons H+(aq) na água de chuva de pH=3 é 103 vezes maior que na pH=6.

Dentre os processos biológicos que seriam afetados pela danificação das árvores pela chuva ácida, a fotossíntese é

aquele cujo comprometimento poderia agravar o efeito estufa. Isso porque esse processo, na natureza, é o principal

responsável pela reciclagem do gás carbônico emitido pela respiração e por combustões. O aumento da taxa desse gás

no ar, como citado no texto, impediria a dispersão do calor irradiado pela Terra.

O processo fotossintético depende de duas matérias-primas fundamentais, o gás carbônico e a água (retirados do

ambiente pela planta), e de uma fonte de energia, a luz. Os produtos da fotossíntese são o oxigênio e substâncias

orgânicas, como açúcares. Todo o processo, que ocorre no interior dos cloroplastos, orgânulos do citoplasma de células

vegetais, pode ser descrito pela equação simplificada seguinte:

clorofila

CO2 + H2O + LUZ (CH2O) + O2

Pode-se reconhecer dois momentos distintos no processo de fotossíntese, que ocorrem um em seguida do outro:

Fase clara, ou fotoquímica, que depende da luz e da clorofila. Nessa fase, a água é “quebrada” pela luz (fotólise da

água), havendo liberação de oxigênio molecular (O2) e de hidrogênios, que se serão utilizados na etapa seguinte. Além

disso, há transformação de parte da energia luminosa em energia química, armazenada sob a forma de moléculas de

ATP. A fase de claro ocorre nas lamelas e nos grana, membranas clorofiladas internas dos cloroplastos.

Fase escura, ou enzimática, ou química, que independe da luz e de clorofila, mas tem suas reações catalisadas por

enzimas do estroma, uma matriz líquida do cloroplasto. Na fase de escuro, os hidrogênios provenientes da etapa

anterior combinam-se ao gás carbônico numa série de reações, sendo ao final produzida a glicose. O processo, para

ocorrer, utiliza o ATP obtido na fase de claro.

A chuva ácida também provoca, indiretamente, a fragilidade da casca calcária de ovos das aves, por interferir no ciclo do

cálcio ao longo das cadeias alimentares. Pelo fato de o solo ácido favorecer a solubilização do cálcio do solo, esse

elemento é “lavado” pela água das chuvas, tornando-se menos disponível para os vegetais. Insetos herbívoros que

comem esses vegetais apresentarão menor teor de cálcio nos seus tecidos. Os pássaros que se alimentam desses

insetos, em consequência, dispõem de menos cálcio na sua dieta, produzindo cascas calcárias fragilizadas.

A chuva ácida corrói o mármore (CaCO3) e o ferro (Fe) devido à reação dos íons H+(aq) nelas presentes, segundo as

equações:

CaCO3(s) + 2 H+(aq) Ca2+(aq) + H2O(l) + CO2(g)

Fe(s) + 2 H+(aq) Fe2+(aq) + H2(g)

02-(PUC-SP-2000) Uma resposta conveniente deveria conter estas ideias:

1. Descrição de uma ligação covalente, tal como a que se encontra entre os nucleotídeos de uma mesma fita: trata-se de

uma ligação por compartilhamento de elétrons, representada no esquema abaixo.

2. Reconhecimento de que as ligações entre as bases nitrogenadas das fitas complementares são pontes de hidrogênio.

Na figura abaixo, esse tipo de ligação está representado pelos pontilhados (...)

3. Justificativa, por meio do modelo de Watson e Crick, da regularidade na proporção entre as bases nitrogenadas

encontrada por Chargaff. Cada adenina de uma fita se liga somente com uma timina da outra fita, pelas três pontes de

hidrogênio permitidas por suas estruturas; cada citosina de uma fita se liga apenas a uma guanina da segunda, por duas

pontes de hidrogênio.

4. Entendimento do processo de duplicação semiconservativa do DNA, por intermédio do modelo de Watson e Crick. Ao

se romperem as pontes de hidrogênio, separam-se as duas fitas, cada uma delas servindo de molde para a fabricação de

uma nova fita complementar. O processo é catalisadas pela enzima DNA polimerase, resultando em duas moléculas

filhas idênticas entre si e à molécula original.

5. Alguns exemplos de moléculas que apresentam ligações covalentes: H2O, NH3, CO2, proteínas e polissacarídeos.

6. Alguns exemplos de ligações intermoleculares por meio de pontes de hidrogênio: as que ocorrem entre as moléculas

de água e entre as de amônia, conforme o esquema abaixo. Lembrar ainda que as pontes de hidrogênio mantêm a

estrutura secundária helicoidal das proteínas.

03-(PUC-SP-2001) 1) A observação feita por Louis Pasteur pode ser explicada da seguinte maneira: a degradação anaeróbica da glicose, ou seja, a fermentação alcoólica, permite a produção de apenas dois mol de ATP por mol de glicose consumida. A respiração aeróbica, por sua vez, resulta em aproximadamente 38 mol de ATP por mol de glicose. Devido a essa diferença de rendimento energético, as células da levedura, em condições anaeróbicas, consomem maior quantidade de glicose para suprirem as suas necessidades metabólicas. Abaixo, o cálculo da quantidade em mol de ATP nos dois processos:

2) Organismos eucariontes aeróbicos facultativos, como a levedura de cerveja, somente fermentam em condições de escassez ou de ausência de oxigênio. Estando esse gás disponível, eles obtêm energia pelo processo da respiração aeróbica. Quanto à localização dos processos, a fermentação ocorre no hialoplasma das células. Parte da respiração aeróbica ocorre no hialoplasma (glicólise), e o restante do processo no interior das mitocôndrias: o ciclo de Krebs na matriz, e a cadeia respiratória nas cristas mitocondriais.

3) De acordo com as equações I e II, é possível obtermos o ΔH da reação de combustão de 1 mol de etanol aplicando a Lei de Hess. Para isso, efetuaremos os seguintes procedimentos: — inverter a equação I e multiplicá-la por 1/2; — multiplicar a equação II por 1/2; — somar as equações obtidas;

04-(PUC-SP-2002) Nos experimentos 1 e 2, a água atravessou a membrana semipermeável da solução de menor concentração para a solução mais concentrada. Esse fenômeno é chamado de osmose. Na irrigação, as raízes absorvem, por osmose, água da solução do solo, por ser esta menos concentrada do que a solução interna dos vacúolos celulares. Em solos salinos, ao contrário, a concentração da solução do solo é maior do que a da solução celular, ocorrendo saída de água das raízes por osmose. • Volume da solução = 500mL = 0,5L = V(L) massa do soluto (NaCl) = 11,7g = m1 Massa Molar NaCl = 58,5g mol–1 = M1 Molaridade ou concentração em mol/L

Como as soluções de NaCl e de glicose são isotônicas, teremos: Posmótica (sol. Glicose) = Posmótica (sol. NaCl) ou CRT = C’RTi onde C = concentração em mol/L i = fator de van’t Hoff do NaCl. Admitindo-se α = 100%, vem que i = 2 CRT = C’RT2 Mantendo-se a temperatura constante, pode-se cancelar o produto RT: C = 2C’ Como C’ = 0,4 mol/L de NaCl, calcula-se: C = 2(0,4 mol/L) = 0,8 mol/L de glicose. Cálculo da concentração em g/L: 1 mol (glicose) ----- 180 g 0,8 mol ----- m m = 144 g Como o volume desejado de solução é 500mL, a massa necessária de glicose será igual a 72 g. O procedimento para preparar tal solução será, por exemplo, pesar 72g de glicose e dissolver essa massa em água suficiente para 500mL de solução, utilizando-se um balão volumétrico aferido para esse volume. • Em qualquer célula, seja ela animal ou vegetal, as soluções internas são mais concentradas do que a água pura. Ambas têm, portanto, uma pressão osmótica maior do que a do meio em que estão mergulhadas e, devido a isso, absorvem água. No caso da célula animal, a absorção ultrapassa o limite de resistência da membrana plasmática, que acaba por se romper. Na célula vegetal, a presença de uma membrana celulósica externa à membrana plasmática, de elasticidade limitada porém de grande resistência, permite a entrada de água até o estado de turgescência máxima, não ocorrendo ruptura celular. 05-(PUC-SP-2003) a) Na situação 1, as células musculares utilizam carboidratos para a obtenção de energia por meio da respiração celular, processo aeróbio que consome oxigênio e glicose e produz gás carbônico e água. Na situação 2, sendo o esforço muscular muito intenso, o oxigênio disponível é insuficiente para a obtenção de toda a energia necessária ao trabalho muscular; nesse caso, além da respiração celular, que continua ocorrendo, acontece também, como coadjuvante, o processo de fermentação lática, no qual a glicose é degradada sem a presença do oxigênio — processo anaeróbio — com produção de ácido lático residual. Tanto a respiração como a fermentação transfere energia para moléculas de ADP, formando ATP, que será, posteriormente, utilizado para o trabalho celular. A respiração, no entanto, libera maior quantidade de energia do que a fermentação, motivo pelo qual ela é o processo preferencial das células. b) As organelas encontradas em abundância nas células musculares são as mitocôndrias. Isso porque grande parte do processo de respiração celular, liberador de energia, ocorre nessas organelas. c) A equação química da combustão completa da glicose será: C6H12O6(s) + 6 O2(g) → 6 CO2(g) + 6 H2O(l) ΔH = ? Para aplicar a Lei de Hess, devemos modificar as equações dadas: Equação I: será mantida e multiplicada por 6. 6 Cgrafite + 6 O2(g) → 6 CO2(g) ΔH1 = 6(–400)kJ Equação II: será mantida e multiplicada por 6. 6 H2(g) + 3 O2(g) → 6 H2O(l) ΔH2 = 6(–280)kJ Equação III: será invertida. C6H12O6(s) → 6 Cgrafite + 3 O2(g) + 6 H2(g) ΔH3 = +1280kJ Somando algebricamente as três equações e somando os correspondentes valores de ΔH, teremos: C6H12O6(s) + 6 O2(g) → 6 CO2(g) + 6 H2O(l)

ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 ΔH = 6(– 400) + 6(–280) + 1280 ΔH = –2800kJ/mol Essa será a entalpia de combustão da glicose. O poder calorífico poderá ser calculado da seguinte maneira: 1mol (glicose) ---------libera 2800kJ 5,5mol (1 kg de glicose) -----------libera x x = 15400kJ O poder calorífico será 15.400kJ/kg. d)

Os dados permitem as seguintes conclusões: • Ambos os combustíveis originam a formação de CO2. • Seja ΔNox a variação do número de oxidação médio do carbono nas combustões completas. Esquematicamente, temos:

Quanto maior ΔNox, maior o poder calorífico do combustível.

A prova não forneceu dados para se calcular a massa molar do C2H6O. Mesmo assim, como ilustração, vamos mostrar que as conclusões anteriores são válidas. Variação total de Nox do C (em mol) em 1kg de cada substância. Massa molar do C2H6O = 46g/mol

Conclusão: o poder calorífico é diretamente proporcional à variação total do Nox do carbono. 06-(PUC-SP-2004)

A) Próximo aos pulmões, a concentração de O2 é maior, o que faz com que o equilíbrio: Hb + O2 ⇌ HbO2

Seja deslocado para a direita, favorecendo a formação da oxiemoglobina (HbO2). Nas proximidades do tecido, devido ao consumo de oxigênio (O2) na respiração celular, há diminuição de concentração desse gás. Por esse motivo, o equilíbrio é deslocado para a esquerda, favorecendo a formação da desoxiemoglobina (Hb). B) O oxigênio deverá atravessar a barreira representada pela membrana plasmática da hemácia. Não haverá gasto energético nesse processo, já que se trata de uma difusão — mecanismo físico — que ocorre a favor do gradiente de concentração.

C) O aumento da concentração de gás carbônico (CO2) no equilíbrio: CO2 + H2O ⇌ H+ + HCO3–

provoca o deslocamento para a direita, favorecendo a formação de maior quantidade de H+. De acordo com o texto, o aumento da concentração de H+ favorece a formação da desoxiemoglobina (Hb). Para que

isso ocorra, o equilíbrio: Hb + O2 ⇌ HbO2

deve ser deslocado para a esquerda. Dessa forma, o gás oxigênio (O2) também foi dissociado da oxiemoglobina (HbO2), garantindo o suprimento de O2 para os tecidos com alta atividade respiratória.

D)HbO2(aq) + CO(g) ⇌ HbCO(aq) + O2(g) a 37°C Kc = 200

07-(PUC-SP-2005-VERÃO) BIOLOGIA • Algas e cianobactérias são produtores, uma vez que fabricam substâncias orgânicas por meio da fotossíntese. Os herbívoros são consumidores primários, por se alimentarem de organismos produtores. As bactérias aeróbicas são decompositoras, promovendo a reciclagem de matéria orgânica no ambiente citado. • A condição de taxa muito reduzida de oxigênio ou de sua ausência (anaerobiose) favorece a proliferação de bactérias anaeróbicas, em detrimento das bactérias aeróbicas, incapazes de sobreviver num ambiente desse tipo. • Nas algas (organismos eucariontes), encontramos organelas membranosas no citoplasma, além de seu material genético estar envolvido por uma membrana nuclear (carioteca). Nas cianobactérias (procariontes), essas organelas e a carioteca não estão presentes. • Biomoléculas que contêm fósforo: poderiam ser citados o DNA e RNA, relacionados ao controle genético do metabolismo; o ATP ou trifosfato de adenosina, envolvido nas transferências de energia; ou ainda os fosfolipídios, componentes das membranas biológicas. Biomoléculas que contêm nitrogênio: DNA e RNA, participantes do metabolismo de controle; proteínas, moléculas com função plástica, catalisadora e de defesa; ureia e ácido úrico, substâncias nitrogenadas de excreção nos animais.

QUÍMICA O valor do pH = 5 indica que o meio está ácido, ou seja, há excesso de H3O+(aq) em relação ao íon OH–(aq). Esse excesso deslocará o equilíbrio para a esquerda, com aumento da concentração de H2PO4

–.

H2PO4–(aq) + H2O(l) ⇌ HPO4

2–(aq) + H3O+(aq)

Em resumo: pH = 7 ⇒ [H2PO4

–] = [HPO42– ]

(meio neutro) pH = 5 ⇒ [H2PO4

–] > [HPO42– ]

(meio ácido) Dissolução do KNO3 em água: KNO3(s) + água → K+(aq) + NO3

-(aq) Esquema de um modelo de interações existentes entre as espécies químicas presentes na solução:

08-(PUC-SP-2005-INVERNO) 1. Na cadeia alimentar de que participam esses indivíduos, as plantas são produtoras (primeiro nível trófico), os moluscos herbívoros (segundo nível trófico) são consumidores primários, e os peixes (terceiro nível trófico) são consumidores secundários. O fenômeno descrito é o efeito cumulativo (biomagnificação trófica) do mercúrio, em que os derivados orgânicos desse elemento se acumulam ao longo da cadeia alimentar, concentrando-se nos componentes do último nível trófico. Nas plantas, que são mais abundantes que os moluscos herbívoros, uma determinada quantidade de metilmercúrio está distribuída por numerosos indivíduos, de modo que cada um concentra pequeno teor do poluente nos seus tecidos. Os moluscos, que são menos abundantes que as plantas, alimentam-se de muitas delas. Assim, a quantidade de metil mercúrio ingerida é maior por indivíduo desse segundo nível trófico. O mesmo ocorre com os peixes, o que explica a maior concentração de metil mercúrio nos organismos do terceiro nível trófico. 2. Nas mitocôndrias ocorrem as principais etapas da respiração celular aeróbia (Ciclo de Krebs e Cadeia Respiratória), processo responsável pela maior liberação de energia para a ocorrência das atividades celulares. O retículo endoplasmático rugoso (ou granular) é o principal local em que ocorre a síntese de proteínas em uma célula eucariótica. 3. 4HgS + 4CaO → 4Hg + CaSO4 + 3CaS 4mol HgS -------- 4mol Hg Portanto: 1mol HgS ----- 1mol Hg 232,5g ----- 200,5g 465kg ----- x x = 401kg → rendimento 100% y → 80% y = 320,8kg de Hg

4.

09-(PUC-SP-2006) O processo envolvido na conversão de energia luminosa em energia química é denominado fotossíntese. A equação da reação química global que o representa é 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2. A organela citoplasmática em que tal processo ocorre é o cloroplasto. A determinação da massa de CO2 consumida e do volume de O2 produzido pode ser realizada por: 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2 Dessa forma: 6mol CO2 produzem 1 mol C6H12O6 6.44g -------------- 180 g X -------------- 900 g X = 1320 g 1mol C6H12O6 consomem 6 molO2 180 g ------------- 6.25 L 900 g ------------- X X = 750 L • As queimadas, devido à combustão da matéria vegetal, liberam grandes quantidades de gás carbônico para a atmosfera. O desmatamento, por sua vez, elimina um grande número de organismos clorofilados que utilizariam o CO2 na fotossíntese, levando a um aumento na taxa desse gás na atmosfera. • Nas pirâmides de energia, a área de cada “degrau” representa a quantidade de energia presente no nível trófico considerado. O fato de esses degraus serem sucessivamente menores indica que nem toda a energia disponível é transferida para o nível seguinte. Isso porque parte dela é consumida pelos organismos daquele nível — por exemplo, na respiração celular — para se manterem vivos. Os consumidores primários, portanto, dispõem apenas de uma parcela da energia total presente nos produtores. A equação que representa a transformação de glicose (C6H12O6) em carvão (C) é: C6H12O6 → 6 C + 6 H2O O ΔH dessa reação pode ser calculado aplicando-se a Lei de Hess:

Na lenha, o carbono é encontrado na forma de compostos, principalmente celulose. A transformação de celulose em carvão é um processo endotérmico, portanto a queima (combustão) do carvão liberará mais energia. Observação: Considerando a unidade fornecida para “capacidade calorífica” (kJ/kg), e não kJ ⋅ K–1, assumimos que os dados fornecidos correspondem ao “poder calorífico”.

10-(PUC-SP-2007) 1. A restituição do carbono para a atmosfera no ciclo biogeoquímico, sob a forma de gás carbônico (CO2), ocorre de duas maneiras principais: a) como subproduto da respiração ou fermentação dos organismos vivos; b) como resultado dos processos de queima de combustíveis orgânicos, fósseis ou não fósseis. Os átomos de carbono do metano não podem ser reintegrados diretamente na biomassa, já que não existe processo biológico em que esse gás seja utilizado. A reintegração do carbono se faz, normalmente, por meio do processo fotossintético, que utiliza o CO2 do ambiente. 2. A organela em questão é o lisossomo. Trata-se de uma vesícula formada pelo sistema golgiense, que contém uma coleção de enzimas digestivas, envolvidas por membrana lipoprotéica. 3. As funções orgânicas presentes são: • celulose ⇒álcool e éter

• poli(etilenotereftalato) ⇒éster

A presença de grupos — OH na estrutura da celulose determina que o tipo de interação intermolecular predominante sejam as ligações de hidrogênio (pontes de hidrogênio). O poli(etilenotereftalato) não apresenta grupos — OH, e as regiões polarizadas de sua estrutura determinam que o tipo de interação intermolecular predominante seja dipolo permanente – dipolo permanente (dipolo dipolo). 4. Trata-se de uma relação de mutualismo, interação harmônica obrigatória, interespecífica, com benefício para ambas as espécies envolvidas.

5. Eletrólise ígnea (ausência de água) do Al2O3:

Produto obtido no cátodo (pólo –): alumínio — Al Produto obtido no anodo (pólo +): oxigênio — O2 Massa de alumínio produzida:

6.

11-(PUC-SP-2008) • O trajeto percorrido pelos alimentos ricos em colesterol no trato digestório humano, até ocorrer a absorção dessa substância, é: boca, esôfago, estômago e intestino delgado. As vilosidades intestinais propiciam um aumento de absorção do colesterol, por ampliar a superfície de contato do epitélio intestinal a essa substância. • Os componentes mais comumente encontrados em um coágulo sanguíneo são: uma rede difusa da proteína fibrina, hemácias, plaquetas e plasma. • O colesterol pertence à função álcool porque resulta de um hidrocarboneto, pela substituição de 1H não ligado ao núcleo aromático por um grupo — OH.

Como o grupo CxHy — é muito grande em relação ao grupo — OH, prevalece o caráter apolar da molécula. Como a água é um solvente polar, o colesterol é insolúvel na água. •

12-(PUC-SP-2009) Consumo médio de carboidratos = 200g/dia 1,0g de carboidrato __________ 4,0kcal 200g de carboidrato __________ x x = 800kcal Consumo médio de proteínas = 150g/dia 1,0g de proteína __________ 4,0kcal 150g de proteína __________ x x = 600kcal Consumo médio de lipídios = 150g/dia 1,0g de lipídio __________ 9,0kcal 150g de lipídio __________ x x = 1350kcal Valor total = 800 + 600 + 1350 = 2750kcal O valor energético diário recomendado para rapazes entre 15 e 18 anos é igual a 45kcal/kg. O rapaz de 16 anos e 60kg deveria ingerir. 1kg __________ 45kcal 60kg __________ x x = 2700kcal A proporção média em massa de cada nutriente ingerido é:

Em termos energéticos, a dieta está um pouco acima do valor adequado. 2750kcal → ingerido 2700kcal → adequado Em termos nutricionais, está inadequada, pois:

Equação de combustão completa da glicose 1 C6H12O6(s) + 6 O2(g) → 6 CO2(g) + 6 H2O(l) A entalpia de combustão da glicose corresponde à energia liberada na queima de 1mol (180g) de glicose 1,0g __________ 4,0kcal 180g __________ x x = 720kcal Logo o ΔH = –720kcal/mol A entalpia de formação da glicose pode ser calculada pela equação:

A entalpia de formação da glicose é igual a –270kcal/mol. O gráfico mostra que o mamífero retratado mantém sua temperatura corpórea, independentemente das flutuações da temperatura do meio. Isso é conseguido devido a suas altas taxas metabólicas, o que implica maior consumo de alimento. Uma das vantagens decorrentes da manutenção da temperatura do corpo está no fato de o animal manter constante também seu nível de atividade, não importando a temperatura externa. No caso do réptil, verifica-se no gráfico que a temperatura corpórea varia bastante, acompanhando a temperatura do mbiente. As taxas metabólicas do animal são relativamente baixas, o mesmo ocorrendo com a necessidade de alimento. O “aquecimento” do corpo, no caso do réptil, não seria assim um processo derivado do metabolismo, mas sim de estratégias de aproveitamento do calor ambiental. O grau de atividade do animal varia em função da temperatura ambiental. 13-(PUC-SP-2010-VERÃO) 1. C9H12O5NPS 2. De acordo com o gráfico, as concentrações equivalentes ao CL50 na cidade de Marília são: Fenitrothion: 4,2 . 10–3mg/L Temephos: 3,0 . 10–3mg/L Solução disponível de temephos: 0,15mg/L

Solução disponível de Fenitrothion: 6 . 10–7 mol/L

3. A existência prévia de insetos sensíveis e resistentes (variabilidade), devida à ocorrência casual de mutações, permite a sobrevivência dos indivíduos resistentes, que são selecionados pelos inseticidas aplicados no ambiente. Estes indivíduos se reproduzem e geram uma população em que a maioria dos descendentes é igualmente resistente, portanto mostrando-se adaptados às condições do meio. 4. O inseticida é o temephos e a cidade é Santos. A análise do gráfico revela que nessa cidade a quantidade aplicada desse inseticida necessária para exterminar 50% dos insetos é muito maior do que a CL50 padrão, o que indica que a resistência dos mosquitos transmissores da dengue a esse inseticida, nessa cidade, é muito alta.

14-(PUC-SP-2010-INVERNO) 1. A concentração de íons Nitrato (NO3

-) é de 45 mg/L. Cálculo da quantidade de matéria de íons NO3

- em 1 litro de solução:

Cálculo da quantidade de matéria de íons NO3

- em 60 milhões de metros cúbicos:

2. A equação química da decomposição da matéria orgânica é representada por: C6H10O5 + 6 O2 6 CO2 + 5 H2O Cálculo da massa de matéria orgânica em miligramas consumido por 64 mg de oxigênio:

3. O Lago Paranoá, entre 1970 e 1990, estava no estado eutrófico, porque apresentava um teor de nitrato equivalente a 45 mg/L. 4. O fenômeno é denominado “Floração das águas”. O lançamento de esgotos domésticos no Lago Paranoá provocou a decomposição aeróbica da matéria orgânica, fato que resultou no aumento do teor de nitratos e fosfatos, nutrientes que promovem um aumento na quantidade de algas. O aumento do DBO (Débito Biológico de Oxigênio) ocorre por causa da proliferação de microrganismos aeróbicos, o que provoca a diminuição da taxa de oxigênio disponível na água do lago e inviabiliza a presença de peixes. Consequentemente, ocorreu o aumento na população de microrganismos anaeróbicos, cuja atividade fermentativa libera substâncias que provocaram os odores desagradáveis.

15-(PUC-SP-2011-VERÃO)