ESTUDO DIRIGIDO - RECUPERAÇÃO PRIMEIROS ANOS

E.E. PROF. LEOPOLDO SANTANA

DISCIPLINA: QUÍMICA                     SÉRIE: PRIMEIROS ANOS

ESTUDO DIRIGIDO - ATIVIDADE DE RECUPERAÇÃO 1º, 2º E 3º BIMESTRE

ORIENTAÇÕES:

·         Esta atividade é de recuperação de conteúdo trabalhado ao longo do ano, especificamente nos bimestres anteriores.

·         Deverá ser entregue acompanhada da folha de questões.

·         Deverá ser entregue com capa de acordo com a ABNT.

·         As respostas podem ser feitas a lápis, mas a resposta final a caneta.

·         Deverá ser entregue até o dia 25.11.2013

Leia o texto a seguir e responda as questões de 1 a 6:

O calcário, depois de extraído, selecionado e moído, é submetido a elevadas temperaturas em fornos industriais num processo conhecido como calcinação, que dá origem ao CaO (óxido de cálcio: cal) e CO2 (gás carbônico). Para essa reação ocorrer, a temperatura do forno da caieira (indústria produtora de cal) deve ser de no mínimo 850 graus celsius, mas a eficiência total da calcinação se dá à temperatura de 900 a 1000 graus. Portanto, o processo demanda queima de combustível: lenha (gasogênio), óleo combustível, gás natural, gás de coqueira, carvão ou material reciclado.
Para a obtenção da cal hidratada é necessário promover a reação da cal virgem com água, o que resulta em hidróxido de cálcio, segundo a fórmula:  CaO + H₂O → Ca(OH)₂. A geração de calor nesse processo é tão grande, que parte da água evapora e parece uma "fumaça".

1.     Identifique termos relacionados a química e quando possível dê seu significado.

2.     Escreva a equação química de reação de obtenção da cal (CaO) a partir do calcário (CaCO₃).

3.     A leitura do texto revela a necessidade da queima de combustíveis fósseis. Quais são os impactos ambientais da queima destes materiais na produção da cal?

4.     De acordo com o texto, ocorrem transformações químicas e físicas. Cite-os.

5.     A produção da cal é um processo reversível ou não? Justifique.

6.      Reescreva o processo de produção da cal identificando os estados físicos de cada material envolvido no processo.

Leia o texto a seguir e responda as questões 7 a 10

O carvão vegetal é produzido a partir da lenha pelo processo de carbonização ou pirólise. Ao contrário do que aconteceu nos países industrializados, no Brasil, o uso industrial do carvão vegetal continua sendo largamente praticado. O Brasil é o maior produtor mundial desse insumo energético. No setor industrial (quase 85% do consumo), o ferro-gusa, aço e ferro-ligas são os principais consumidores do carvão de lenha, que funciona como redutor (coque vegetal) e energético ao mesmo tempo. O setor residencial consome cerca de 9% seguido pelo setor comercial com 1,5%, representado por pizzarias, padarias e churrascarias. O poder calorífico inferior médio do carvão é de 7.365 kcal/kg (30,8 MJ/kg). O teor de material volátil varia de 20 a 35%, carbono fixo varia de 65 a 80% e as cinzas (material inorgânico) de 1 a 3%.O uso de carvão vegetal como redutor do minério de ferro no Brasil data de 1591 em fundições artesanais para produzir ferramentas de uso agrícola na colônia. A carbonização de lenha é praticada de forma tradicional em fornos de alvenaria com ciclos de aquecimento e resfriamento que duram até vários dias. Os fornos retangulares equipados com sistemas de condensação de vapores e recuperadores de alcatrão são os mais avançados em uso atualmente no país. Os fornos cilíndricos com pequena capacidade de produção, sem mecanização e sem sistemas de recuperação de alcatrão continuam sendo os mais usados nas carvoarias. A temperatura máxima média de carbonização é de 500^oC. É importante notar que o rendimento em massa do carvão vegetal em relação a lenha seca enfornada é de aproximadamente 25% nos fornos de alvenaria. A recuperação do licor pirolenhoso pode chegar a 50% em massa da lenha, sendo o restante gases. O alcatrão, pode ser usado como fonte de insumos químicos para a indústria através dos derivados fenólicos provenientes da degradação térmica da lignina, que podem substituir o fenol de origem fóssil nas suas aplicações em resinas e refratários. Este sub-produto do carvoejamento da lenha poderá trazer significativos benefícios para a agroindústria da biomassa. As recentes inovações tecnológicas de pirólise rápida de biomassa otimizam a produção de alcatrão, conferindo-lhe a denominação de bio-petróleo ou bio-óleo. Não raras vezes a atividade de carvoejamento tem sido associada com condições desumanas de trabalho. Esta realidade deve ser modificada e no seu lugar surgir, com o emprego de novas tecnologias, uma indústria limpa e realmente sustentável e renovável, geradora de empregos dignos e de divisas num país de vocação florestal cujo próprio nome é de uma árvore vermelha: Brasil.

7.     Defina o termo poder calorífico.

8.     O que é pirólise?

9.     Cite exemplos de impactos ambientais em decorrência da combustão dos combustíveis fósseis citados no texto.

10.   Sabendo que o rendimento, em massa, do carvão vegetal em relação a lenha seca enfornada é de aproximadamente 25% nos fornos de alvenaria, suponha que 2 toneladas de carvão foram utilizadas no processo de carbonização. Qual foi a massa final obtida?

Leia o texto e responda a questão 11 a 14

A constituição da matéria é motivo de muita curiosidade entre os povos antigos. Filósofos buscam há tempos a constituição dos materiais. Resultado dessa curiosidade implicou na descoberta do fogo, o que o permitiu cozinhar os alimentos, e consequentemente implicou em grande desenvolvimento para a sociedade. A partir dessa descoberta pôde-se verificar, ainda, que o minério de cobre (conhecido na época com pedras azuis), quando submetido ao aquecimento, produzia cobre metálico, ou aquecido na presença de estanho, formava o bronze. A passagem do homem pelas “idades” da pedra, do bronze e do ferro, foi, portanto, de muito aprendizado para o homem, conseguindo produzir materiais que lhe fosse útil. Por volta de 400 a.C., surgiram os primeiros conceitos teóricos da Química. Os filósofos gregos Demócrito e Leucipo afirmavam que a matéria não era contínua, e sim constituída por minúsculas partículas indivisíveis, às quais deram o nome de átomos. Platão e Aristóteles, filósofos muito influentes na época, recusaram tal proposta e defendiam a ideia de matéria contínua. Esse conceito de Aristóteles permaneceu até a Renascença, quando por volta de 1650 d.C. o conceito de átomo foi novamente proposto por Pierre Cassendi, filósofo francês. O conceito de "Teoria atômica" veio a surgir após a primeira ideia científica de átomo, proposta por John Dalton após observações experimentais sobre gases e reações químicas. Os modelos atômicos são, portanto, teorias fundamentadas na experimentação. Tratam-se, portanto, de explicações para mostrar o porquê de um determinado fenômeno. Diversos cientistas desenvolveram suas teorias até que se chegou ao modelo atual. 

11.   Qual resultado para a humanidade da curiosidade do homem em descobrir a constituição da matéria?

12.   Escreva os símbolos dos elementos químicos citados no texto, bem como suas propriedades físico-químicas. (temperatura de fusão, ebulição, densidade, etc).

13.   Com base no texto e em pesquisas extras, explique o conceito de Dalton sobre o átomo.

14.   Faça um desenho dos modelos atômicos existentes.

Leia o texto e responda as questões 15 a 20

O ferro é um elemento químico de número atômico igual a 26, massa molar de 55,845 g/mol, ponto de fusão de 1535 ºC e ponto de ebulição de 2862 ºC. Esse metal é de muita importância em nossa sociedade, pois existem os mais diversos objetos que contêm ferro em sua constituição. Ele pode estar na sua forma pura ou formando a liga metálica chamada de aço (formada por aproximadamente 98,5% de ferro, 0,5 a 1,7% de carbono e traços de silício, enxofre e oxigênio).

O ferro já é usado desde os tempos mais remotos, cerca de 4000 a 3500 a.C. Nessa época, o ferro era obtido por meio de meteoros e era considerado extremamente raro.

Apesar de ser o quarto elemento mais abundante na crosta terrestre, não se encontra o ferro isolado na natureza, mas somente em minérios, sendo que os principais são: hematita (Fe₂O₃ ), magnetita (Fe₃O₄), siderita (FeCO₃), limonita (Fe₂O₃.H₂O) e pirita (FeS₂).

A partir desses minérios, é possível produzir o metal ferro. Essa obtenção de um metal por meio de seus minérios é feita com vários elementos, tais como o alumínio, o cobre, o titânio e o manganês; e esse processo é estudado pela área da metalurgia. Um ramo da metalurgia que cuida somente da obtenção do ferro e do aço é a siderurgia, e o principal minério utilizado é a hematita

Nas siderúrgicas, o aço tem maior prioridade que o ferro na produção, porque essa liga pode ser trabalhada na forja, na laminação e na extrusão, enquanto com o ferro isso é difícil. O aço também possui maior dureza e elevada resistência mecânica. Para melhorar ainda mais, esses materiais (o ferro e o aço) têm um custo ainda menor do que outros metais e ligas de alta resistência.

15.   Identifique as temperaturas de fusão e ebulição do ferro.

16.   Segundo o texto, se um objeto de aço tiver massa igual a 500kg, quantos quilos de ferro essa liga possui?

17.   Realize uma pesquisa e escreva a equação de obtenção do ferro a partir de hematita.

18.   Qual a massa de ferro que poderá ser obtida a partir de 1 tonelada de hematita? Tenha como base a reação de obtenção de ferro da questão anterior.

19.   Explique a diferença entre metalurgia e siderurgia.

20.   Escreva as reações de obtenção de ferro a partir da magnetita, da siderita e da pirita.