150 QUÍMICA 25) As transformações que ocorrem em um sistema podem ou não ocasionar alteração na constituição da matéria envolvida. De acordo com o enunciado, está(ão) CORRETA(S) a(s) associação(ões): 01. Digestão de um alimento 02. Água oxigenada luz água + oxigênio gasoso 04. Queima de fogos de artifício 08. Transformação do gelo em água 16. Sublimação do iodo sólido Fenômeno físico Reação química Fenômeno físico Fenômeno físico Reação química Gabarito: 10 (02 + 08) Número de acertos: 3.578 (41,54%) Grau de dificuldade previsto: Fácil Grau de dificuldade obtido: Fácil ANÁLISE DA QUESTÃO A questão teve como objetivo principal verificar o grau de conhecimento e compreensão dos estudantes sobre o assunto Transformações Químicas e os conceitos de fenômeno físico e fenômeno químico nele implícitos. Ao constatar que grande parte dos candidatos (41,54%) respondeu corretamente a questão e que a freqüência de acertos parciais foi significativa, a Banca concluiu que o grau de dificuldade, inicialmente previsto, foi alcançado, o que demonstra que esse conteúdo vem sendo ensinado de forma adequada no Ensino Médio. 26) Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). Os compostos formados a partir dos elementos oxigênio, cloro, sódio e cálcio devem apresentar fórmulas, ligações químicas predominantes e estados físicos, em condições ambientes, respectivamente: 01. CaCl2, iônica, sólido. 02. NaCl, iônica, líquido. 04. Cl2, covalente, gás. 08. Na2O, covalente, líquido. 16. O2, iônica, gás. Gabarito: 05 (01 + 04) Número de acertos: 1.777 (20,61%) Grau de dificuldade previsto: Fácil Grau de dificuldade obtido: ANÁLISE DA QUESTÃO Um número expressivo de candidatos (20,61%) associa, de modo correto, fórmulas químicas com suas ligações químicas e estado físico, demonstrando conhecimento sobre propriedades das substâncias. Contudo, aproximadamente 10% dos candidatos assinalaram apenas a proposição 16, onde a molécula de oxigênio aparece como substância iônica, e outros, ainda associaram a mesma proposição com a 02 e/ou 08, onde não identificaram o NaCl e/ou o Na2O como um sólido, estado físico mais provável de um sal. 151 27) Observe os recipientes A, B e C e seus respectivos conteúdos. álcool cubos de gelo água NaCl açúcar (A) (B) (C) Após mistura e agitação do conteúdo dos três recipientes em um só, observa-se que apenas parte do açúcar e parte do gelo permanecem insolúveis. Assinale o número de fases e o número de componentes do sistema resultante. 01. trifásico 02. 4 componentes 04. bifásico 08. 5 componentes 16. 2 componentes 32. monofásico 64. 3 componentes Gabarito: 03 (01 + 02) Número de acertos: 2.859 (33,17%) Grau de dificuldade previsto: Médio Grau de dificuldade obtido: Médio ANÁLISE DA QUESTÃO A questão versou sobre Misturas e a classificação desses sistemas em função do número de componentes e de fases. Os percentuais obtidos, ou seja, 33,17% para a resposta correta e cerca de 6% para acertos parciais, indicam que boa parcela dos candidatos apresenta um conhecimento satisfatório sobre o assunto. No entanto, uma parte dos candidatos indicou a resposta 06, deduzindo corretamente o número de componentes do sistema, mas considerando erroneamente que água e gelo formam uma só fase. Da mesma forma, outro percentual optou pela resposta 09, identificando corretamente o número de fases da mistura, mas assinalando que a mesma apresenta 5 componentes, provavelmente por desconhecer o fato de que água e gelo representam a mesma substância! De acordo com as observações feitas confirmou-se a previsão de um grau de dificuldade médio para essa questão. 28) Os símbolos X e Y representam elementos químicos quaisquer, diferenciados por seus números atômicos (Z). Sobre eles, é CORRETO afirmar que: 01. quando X (Z=19) se combina com Y (Z=17), o composto resultante tem fórmula molecular XY e a ligação é covalente apolar. 02. se X e Y estão bem afastados na fila de reatividade química, e X e Y têm 1 e 6 elétrons, respectivamente, na última camada eletrônica, o composto resultante da combinação entre eles será molecular e com fórmula XY2. 04. átomos do elemento X (Z=20) e do elemento Y (Z=7) unem-se por ligações covalentes e o composto tem fórmula molecular X3Y4. 152 08. pela configuração eletrônica da última camada dos elementos X e Y, X = 1s Y = 2p 2p 2p 2s o composto formado entre X e Y tem fórmula X2Y. 16. se X (Z=1) e Y (Z=11, 37 ou 55), os compostos formados serão todos hidretos metálicos. Gabarito: 24 (08 + 16) Número de acertos: 1.527 (17,12%) Grau de dificuldade previsto: Médio Grau de dificuldade obtido: ANÁLISE DA QUESTÃO Nessa questão, os candidatos deveriam, com auxílio da tabela periódica, localizar os grupos pertinentes aos elementos químicos fornecidos e identificar a fórmula molecular resultante da combinação entre eles . Com exceção das proposições corretas (08 e 16), as demais continham informações praticamente absurdas do ponto de vista químico, fórmulas moleculares ou estados físicos incorretos. Por outro lado, muitos candidatos ou assinalaram apenas a proposição 08, ou apenas a 16, indicando um conhecimento parcial sobre o assunto envolvido nas proposições, isto é, ou têm deficiências quanto à distribuição eletrônica ou não reconhecem os hidretos metálicos. 29) Considere a tabela abaixo e selecione a(s) proposição(ões) que relaciona(m) CORRETAMENTE a forma geométrica e a polaridade das substâncias citadas: FÓRMULA MOMENTO DIPOLAR RESULTANTE (µR ) CO2 µR =0 H2O µR 0 NH3 µR 0 CCl4 µR=0 01. H2O: angular e polar. 02. CO2: linear e apolar. 04. CCl4: trigonal e polar. 08. NH3: piramidal e polar. 16. CCl4: tetraédrica e apolar. Gabarito: 27 (01 + 02 + 08 + 16) Número de acertos: 1.482 (17,19%) Grau de dificuldade previsto: Fácil Grau de dificuldade obtido: Médio ANÁLISE DA QUESTÃO A questão envolveu conteúdos de Geometria e Polaridade das Moléculas, apresentando a fórmula de algumas substâncias de uso cotidiano e informações sobre o vetor momento dipolar das mesmas. Para respondê-la corretamente, os candidatos deveriam recorrer a alguns conhecimentos prévios, tais como distribuição eletrônica, montagem de fórmulas, teoria da repulsão dos pares eletrônicos e eletronegatividade. 153 Considerando que um total de 17,19% dos candidatos acertaram totalmente a questão, demonstrando informação e um conhecimento parcial sobre o assunto, pode-se concluir que o índice de acertos obtido foi médio. Depreende-se, portanto, que os conteúdos relativos a tópicos como ligações químicas e polaridade das moléculas devem ser regularmente exercitados no Ensino Médio. 30) Escolha a(s) proposição(ões) que combina(m) CORRETAMENTE os valores de pH fornecidos e as características de cada solução aquosa abaixo: PROPOSIÇÕES SOLUÇÃO a 25ºC [H+], mol.L-1 [OH- ], mol.L-1 pH 01. Suco gástrico 10-2 10-12 2 Básico 02. Água de chuva 10-6 10-8 6 Ácido 04. NaOH 10-13 10-1 13 Básico -3 -11 Caráter 08. Ácido nítrico 10 10 3 Básico 16. NH4OH 10-9 10-5 9 Básico Gabarito: 22 (02 + 04 + 16) Número de acertos: 3.433 (39,82%) Grau de dificuldade previsto: Médio Grau de dificuldade obtido: ANÁLISE DA QUESTÃO O tema envolvido na questão é o conhecimento básico da escala logarítmica de pH. Os candidatos deveriam associar a potência elevando a base decimal como indicação da concentração dos íons H+ ou OH- e o respectivo valor do pH, inferindo o caráter ácido ou básico das soluções apresentadas. Se assim não o fizeram, restava ainda outra análise, meramente de caráter intuitivo, dada pela descrição das soluções; exemplo: solução de ácido nítrico, ou solução de suco gástrico, o que para um observador razoavelmente atento seria uma fiel indicação. Assim, quase 40% dos candidatos assinalaram corretamente as proposições 02, 04 e 16. Contudo, quase 20% dos candidatos deixaram de assinalar a proposição 02, a água da chuva como exemplo de solução ácida, assunto extensamente discutido em todos os níveis. Isso deixa muito a refletir, pois após tantos anos se falando em poluição ambiental, chuva ácida, etc., é intrigante que não lembrem desta informação. Em adição, havia a indicação da concentração de íon H+, permitindo um calculo rápido do pH. Então, pode-se concluir que as informações mais representativas para os candidatos foram as descrições da solução e não os valores numéricos das concentrações, ou seja, a intuição acima do conhecimento físicoquímico. 154 31) Assinale a(s) proposição(ões) que define(m) CORRETAMENTE a entalpia-padrão de formação (25ºC, 1 atm) das substâncias indicadas abaixo: 01. 6 C(grafite) + 3H2(g) C6H6(l) 02. C(diamante) + O2(g) CO2(g) 04. S(rômbico) + O2(g) SO2(g) 08. CH4(g) 2O2(g) + 16. ½H2(g) + ½Cl2(g) HCl(g) 32. 2S(rômbico) + C(grafite) 64. S(monoclínico) + O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) CS2() SO2(g) Gabarito: 53 (01 + 04 + 16 + 32) Número de acertos: 158 (1,83%) Grau de dificuldade previsto: Médio Grau de dificuldade obtido: Difícil ANÁLISE DA QUESTÃO A questão foi formulada com o objetivo de avaliar conhecimentos específicos de Termoquímica, tais como o conceito de entalpia-padrão de formação (obtenção de uma substância, a partir de substâncias simples mais estáveis) e os requisitos necessários à definição de estado padrão. A compreensão e aplicação desse tópico requer dos estudantes conhecimento e domínio de conceitos que expressam condições de temperatura e pressão, além dos estados físico e alotrópico das substâncias representadas nas equações termoquímicas. De acordo com a freqüência das respostas, deve-se registrar que houve grande espalhamento, sendo oportuno destacar que: a) o índice de acertos (1,83%) esteve muito abaixo do esperado; b) os acertos parciais foram pouco expressivos (cerca de 5,30%); c) uma porcentagem significativa dos candidatos (8,08%) indicou a proposição 24, demonstrando domínio sobre as condições de estado físico das substâncias, mas desconhecendo o fato de que o metano (CH4) é uma substância composta. Por todo o exposto, a Banca considerou que o nível da questão foi mantido como difícil, sendo oportuno recomendar maior ênfase nos exemplos e exercícios que incluam os tópicos aqui abordados. 32) Na pilha esquematizada a seguir, é fornecido o sentido do fluxo de elétrons. Dados os valores dos potenciais-padrão de redução (a 25ºC e 1 atm) do eletrodo de cobre (Ered= 0,34 V) e do eletrodo de prata (Ered= 0,80 V), indique a(s) proposição(ões) CORRETA(S): e - V Ponte salina Cu(s) [Cu2+(aq)] = 1,0 M Ag(s) [Ag1+ (aq)] = 1,0 M 155 01. No eletrodo de cobre ocorre a redução. 02. Os elétrons fluem do eletrodo de cobre para o eletrodo de prata. 04. O cobre é o agente redutor. 08. A reação global da pilha é: Cu(s) + 2Ag1+(aq) Cu2+(aq) + 2Ag(s). 16. A diferença de potencial da pilha é 0,46 V, nas condições indicadas. 32. A representação correta da pilha é: Ag1+(aq) | Ag(s) || Cu(s) | Cu2+(aq). Gabarito: 30 ( 02 + 04 + 08 + 16) Número de acertos: 630 (2,76%) Grau de dificuldade previsto: Médio Grau de dificuldade obtido: ANÁLISE DA QUESTÃO O assunto desenvolvido na questão, a Eletroquímica, envolve diversas convenções, como por exemplo, a notação da pilha, cátodo, ânodo, agente oxidante e agente redutor, o que pode trazer um certo grau de dificuldade em virtude da troca que o candidato possa fazer em relação às mesmas. Isto talvez explique a grande dispersão dos candidatos nas diferentes proposições apresentadas. Um número razoável deles assinalou a proposição 32, onde a notação da pilha se encontrava escrita na forma inversa dos seus eletrodos. São corretas as proposições 02, 04, 08 e 16. Verifica-se que é grande a incidência de respostas que envolvem essas proposições ou a cominação de duas delas, por exemplo 02 e 04 ou 02 e 16 e outras, indicando um conhecimento parcial do fenômeno da oxiredução. 33) As velocidades iniciais foram obtidas para a reação elementar 2A + B C + D, conforme representado abaixo: Experimento 1 2 3 [A] (mol.L-1) 0,1 0,2 0,2 [B] (mol.L-1) 0,2 0,2 0,4 V0 (mol.L-1.s-1) 0,1 0,2 0,8 Com base nos resultados apresentados, é CORRETO afirmar que a 01. lei de velocidade para a reação dada é: V = k [A]2[B]. 02. lei de velocidade para a reação dada é: V = k [A] [B]2. 04. constante k de velocidade da reação vale 25 mol-2.L2.s-1. 08. constante k de velocidade da reação vale 50 mol-2.L2.s-1. 16. velocidade de desaparecimento de A é o dobro da velocidade de desaparecimento de B. 32. velocidade de desaparecimento de A, quando [A] = 0,1M e [B] = 0,1M, é de 0,4 mol.L-1.s-1. Gabarito: 22 (02 + 04 + 16) Número de acertos: 238 (2,76%) Grau de dificuldade previsto: Difícil Grau de dificuldade obtido: Difícil 156 ANÁLISE DA QUESTÃO Na reação elementar 2A + B C + D as velocidades iniciais para três experimentos são indicadas na tabela que acompanha a questão. A partir de cálculos apropriados, os candidatos deveriam deduzir a lei de velocidade da reação, tendo em mente que os expoentes dos reagentes não se relacionam, necessariamente, com os coeficientes da equação química. Assim, conforme os dados da tabela, a velocidade da reação dobra do 1o para o 2o experimento, à medida em que também dobra a concentração de A, sendo que B permanece constante. E, do 2o para o 3o experimento, a velocidade da reação torna-se quatro vezes maior, quando a concentração de B dobra e a concentração de A é mantida. Portanto, a lei de velocidade deve ser escrita como: V= k.[A].[B]2. O valor da constante k, de velocidade pode ser obtido a partir da tabela e é igual a 25 mol-2.L2.s-1. Finalmente, a velocidade de desaparecimento de A é o dobro da velocidade de desaparecimento de B, de acordo com a proporção estequiométrica da reação. Os resultados indicaram que apenas 2,76% dos candidatos chegaram à resposta correta. Os acertos parciais atingiram um percentual de 20,92%, porém muitos candidatos (10,40%) optaram pela resposta 17, acertando o cálculo da velocidade de desaparecimento de A, baseados na estequiometria da reação e errando na determinação da lei de velocidade, por seguirem o mesmo princípio. De acordo com a análise feita confirma-se a previsão da Banca, reconhecendo que o conteúdo abordado pela questão continua requerendo a aplicação de metodologias específicas para enfrentar tais dificuldades. 34) Assinale, abaixo, o(s) reagente(s) estritamente necessário(s) para, numa seqüência de etapas reacionais, envolvendo hidrogenação e oxidação, obter-se a cicloexanona. 01. OH 02. H2, CrO3 04. CH3COOH 08. CH3Br 16. CHBr3 32. CH3CH2-OH 64. NaOH Gabarito: 03 (01 + 02) Número de acertos: 321 (3,73%) Grau de dificuldade previsto: Difícil Grau de dificuldade obtido: 157 ANÁLISE DA QUESTÃO Os candidatos mostraram um elevado grau de dificuldade na resolução desta questão que envolve conhecimentos sobre Reações Orgânicas, mais precisamente a hidrogenação e a oxidação. Um fator que possa agregar mais dificuldade seria a identificação dos compostos envolvidos; a estrutura do fenol e a da ciclohexanona podem não ser familiar para muitos. Contribuiu, também no mesmo sentido, o óxido de cromo, agente oxidante, pouco familiar ao estudante. Por último, uma das etapas reacionais solicitadas era a hidrogenação e havia uma única proposição contendo hidrogênio, então se o conhecimento sobre o assunto é limitado, faz falta também um pouco de astúcia aos candidatos. 35) Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S), a partir da análise da equação abaixo, que expressa a decomposição do carbonato de cálcio, em um sistema fechado. CaCO3(s) Reação direta CaO(s) + CO2(g), H= +177,5 kJ.mol-1 Reação inversa 01. A decomposição do carbonato de cálcio ocorre com liberação de energia. 02. A produção de 224 L de CO2(g), nas CNTP, requer o consumo de 100 g de CaCO3(s). 04. A constante de equilíbrio, expressa em termos das pressões parciais, é indicada por k p pco . 2 08. O aumento da temperatura favorecerá a reação direta. 16. O carbonato de cálcio e os seus produtos de decomposição formam um sistema homogêneo. 32. A decomposição do carbonato de cálcio é favorecida por altas pressões. Gabarito: 12 (04 + 08) Número de acertos: 1.007 (11,69%) Grau de dificuldade previsto: Difícil Grau de dificuldade obtido: Difícil ANÁLISE DA QUESTÃO A questão envolveu uma situação típica de um equilíbrio químico, onde ocorre a decomposição do carbonato de cálcio sólido (CaCO3), em um sistema fechado. A equação indica que a reação ocorre com absorção de energia e que o composto se decompõe, formando óxido de cálcio sólido (CaO) e dióxido de carbono gasoso (CO2). Para a resolução do problema, o estudante deveria: a) concluir, pela análise do estado físico das substâncias, que se trata de um sistema heterogêneo; b) omitir as substâncias sólidas no cálculo da constante de equilíbrio (neste caso, na expressão de kp); c) estar atento aos fatores que determinam o deslocamento do equilíbrio considerado: se a reação é endotérmica, um aumento na temperatura favorecerá a reação direta; por outro lado, um aumento na pressão deslocará o equilíbrio para o lado onde houver menor volume gasoso, desfavorecendo a decomposição do CaCO3. 158 As freqüências obtidas para as respostas revelaram um certo grau de dispersão, sendo que 11,69% dos candidatos chegaram à resposta correta. Quanto aos acertos parciais, obteve-se um índice de 8,35% para as proposições 04 e 08, 10% para a resposta 09 e cerca de 9,00% para a resposta 40. Desta análise, depreende-se que há falta de domínio do conteúdo por grande parte dos candidatos, pois apesar de revelarem algum tipo de conhecimento, incorrem em contradições devido a problemas conceituais. O grau de dificuldade previsto deve ser mantido, salientando-se a necessidade de mais exercícios e demonstrações práticas sobre este item do programa, notadamente os conceitos referentes ao Princípio de Le Chatelier. 36) As reações químicas podem levar à formação de produtos de interesse comercial. Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. A trimerização completa de 3 mols de acetileno produz 2,5 mols de benzeno. 02. Ésteres de ácidos carboxílicos são os componentes principais do óleo de soja. 04. São exemplos de polímeros naturais o PVC, a sacarose e o poliéster. 08. O teflon, quimicamente, é o politetrafluoretileno. 16. A vulcanização da borracha baseia-se na reação do látex natural com quantidades controladas de ozônio. 32. A baquelite, o mais antigo polímero sintético, é obtida pela condensação do fenol comum com aldeído fórmico. Gabarito: 42 (02 + 08 + 32) Número de acertos: 215 (2,49%) Grau de dificuldade previsto: Médio Grau de dificuldade obtido: ANÁLISE DA QUESTÃO Realmente, se o assunto de Reações Orgânicas não foi a parte forte dos candidatos nesse Concurso Vestibular, associá-la à sua aplicação cotidiana não revelou nenhuma sinergia. Surpreende até certo ponto que alunos preparados para etapas mais avançadas não reconheçam a baquelite, o mais antigo polímero sintético, grande revolução industrial da era dos plásticos. Fica claro também, pela análise das respostas, que o interesse dos alunos pelo conhecimento que possa ir um pouco além da sala de aula e a curiosidade em conhecer os materiais que os cercam e os métodos de obtenção estão merecendo um maior incentivo. 159