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Questão 50 do ITA 2024

1ª fase · Química

Texto-base das questões 49 a 60 · 1ª fase

Constantes

Constante de Avogadro (\text{N}_\text{A}) = 6{,}02 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}

Constante de Faraday (\text{F}) = 9{,}65 \times 10^4\text{ C mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\text{ A s mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\text{ J V}^{-1}\text{ mol}^{-1}

Carga elementar = 1{,}60 \times 10^{-19}\text{ C}

Constante dos gases (\text{R}) = 8{,}21 \times 10^{-2}\text{ atm L K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 8{,}31\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 1{,}98\text{ cal K}^{-1}\text{ mol}^{-1}

Constante de Planck (\text{h}) = 6{,}63 \times 10^{-34}\text{ J s}

Velocidade da luz no vácuo = 3{,}0 \times 10^8\text{ m s}^{-1}

Número de Euler (\text{e}) = 2{,}72

Definições

Pressão: 1\text{ atm} = 760\text{ Torr} = 1{,}01325 \times 10^5\text{ N m}^{-2} = 1{,}01325\text{ bar}

Energia: 1\text{ J} = 1\text{ N m} = 1\text{ kg m}^2\text{ s}^{-2} = 6{,}24 \times 10^{18}\text{ eV}

Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 1\text{ atm}, equivalente a um volume de um gás ideal de 22{,}4\text{ L}.

Condições ambientes: 25\ ^\circ\text{C} e 1\text{ atm}

Condições padrão: 1\text{ bar}; concentração das soluções = 1\text{ mol L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.

(\text{s}) = sólido. (\ell) = líquido. (\text{g}) = gasoso. (\text{aq}) = aquoso. (\text{conc}) = concentrado. (\text{ua}) = unidades arbitrárias. u.m.a. = unidade de massa atômica. [\text{X}] = concentração da espécie \text{X} em \text{mol L}^{-1}.

\ln \text{X} = 2{,}3\log \text{X}; \sqrt{2} = 1{,}41; \sqrt{3} = 1{,}73.

\text{EPH} = eletrodo padrão de hidrogênio

Massas Molares

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g mol}^{-1}) Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g mol}^{-1})
H 1 1,01 Ca 20 40,08
He 2 4,00 Mn 25 54,94
C 6 12,01 Fe 26 55,85
N 7 14,01 Cu 29 63,55
O 8 16,00 Br 35 79,90
F 9 19,00 Sn 50 118,71
Na 11 22,99 I 53 126,90
Cl 17 35,45 Au 79 196,97
K 19 39,10 Hg 80 200,59

Considere as seguintes afirmações relacionadas ao ciclo do nitrogênio.

I. As principais formas de obtenção de compostos nitrogenados incluem a biológica por bactérias, a industrial por meio do processo Haber-Bosch e a atmosférica por descargas elétricas.

II. A nitrificação é um processo de duas etapas no qual a amônia é convertida em nitrato por bactérias no solo: primeiro a amônia é oxidada a nitrito e, em seguida, o nitrito é oxidado a nitrato.

III. A desnitrificação é o processo pelo qual o nitrato é convertido novamente em nitrogênio atmosférico por bactérias desnitrificantes, processo que ocorre preferencialmente em condições de alto teor de oxigênio.

IV. As plantas contribuem para o ciclo do nitrogênio fixando o nitrogênio atmosférico por meio de relações simbióticas com bactérias fixadoras de nitrogênio.

V. O ciclo do nitrogênio consiste em várias etapas interconectadas, tais como: fixação, nitrificação, desnitrificação e amonificação.

Das afirmações acima, estão CORRETAS

  1. A
    apenas I, II e IV.
  2. B
    apenas I, III e V.
  3. C
    apenas I, II, IV e V.
  4. D
    apenas II, III e IV.
  5. E
    todas.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Vamos avaliar cada afirmação sobre o ciclo do nitrogênio.

I. Correta. O \ce{N2} atmosférico é transformado em compostos nitrogenados por fixação biológica (bactérias), industrial (processo Haber-Bosch, \ce{N2 + 3H2 -> 2NH3}) e atmosférica (descargas elétricas formam óxidos de nitrogênio).

II. Correta. Na nitrificação, bactérias do solo oxidam \ce{NH3}/\ce{NH4+} a nitrito (\ce{NO2-}) e, depois, o nitrito a nitrato (\ce{NO3-}). São duas etapas, na ordem descrita.

III. Falsa. A desnitrificação converte \ce{NO3-} em \ce{N2}, mas é feita por bactérias anaeróbicas, que usam o nitrato como aceptor de elétrons no lugar do \ce{O2}. Ela ocorre em condições de baixo teor de oxigênio, não de alto.

IV. Correta. As plantas (como as leguminosas) se associam em simbiose a bactérias fixadoras, como as do gênero Rhizobium, que fixam o \ce{N2} atmosférico. Assim, a planta contribui para o ciclo por meio dessa relação.

V. Correta. O ciclo inclui fixação, nitrificação, desnitrificação e amonificação (decomposição da matéria orgânica liberando amônia), todas interligadas.

Corretas: I, II, IV e V.

Alternativa C.

Pegadinha: A afirmação III engana ao trocar a condição da desnitrificação: ela ocorre com baixo teor de oxigênio (anaeróbica), não com alto.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AOmite a afirmação V, que também está correta.
  • BInclui a III, falsa, e exclui II e IV, que são corretas.
  • DInclui a III, falsa, e exclui I e V, que são corretas.
  • EInclui a III, que é falsa, pois a desnitrificação ocorre com pouco oxigênio.

Assuntos: ciclo do nitrogênio, nitrificação e desnitrificação.

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