Questões comentadas ENEM 2013 – Parte 5 Ciências da Natureza

Questões comentadas ENEM 2013 – Parte 5
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Caro estudante,
Trazemos para você a quinta parte da prova do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) do ano
de 2013, do grupo “Ciências da Natureza e suas Tecnologias”.
Acompanhe nossos comentários e resoluções!
Bom aprendizado!
QUESTÃO 37
O uso de embalagens plásticas descartáveis vem crescendo em todo o mundo, juntamente com o problema ambiental
gerado por seu descarte inapropriado. O politereftalato de etileno (PET), cuja estrutura é mostrada, tem sido muito
utilizado na indústria de refrigerantes e pode ser reciclado e reutilizado. Uma das opções possíveis envolve a produção
de matérias-primas, como o etilenoglicol (1,2-etanodiol), a partir de objetos compostos de PET pós-consumo.
Disponível em: www.abipet.org.br. Acesso em: 27 fev. 2012 (adaptado).
Com base nas informações do texto, uma alternativa para a obtenção de etilenoglicol a partir do PET é a
(A) solubilização dos objetos.
(B) combustão dos objetos.
(C) trituração dos objetos.
(D) hidrólise dos objetos.
(E) fusão dos objetos.
Comentários
Na reação de hidrólise (reação com água) do PET, há quebra da estrutura do polímero, como indica a linha
tracejada:
Na parte “quebrada” da direita, com a introdução de hidrogênios de um lado e de outro, há a formação de
etilenoglicol:
Grau de dificuldade – Difícil.
O estudante precisa estar informado da fórmula do etilenoglicol, que é um diálcool com dois carbonos,
apenas pelo seu nome usual, pois a questão não informa seu nome oficial. Assim, as únicas “dicas” são o
prefixo “et” (que indica dois carbonos) e o final “ol” (que indica a função álcool). Ainda assim, é preciso
visualizar onde a quebra do monômero do PET irá acontecer, para deduzir, depois, qual é o tipo de reação
química que pode originar essa quebra - no caso, a hidrólise.
Resposta
(D) hidrólise dos objetos.
QUESTÃO 38
As fraldas descartáveis que contêm o polímero poliacrilato de sódio (1) são mais eficientes na retenção de água que as
fraldas de pano convencionais, constituídas de fibras de celulose (2).
CURI, D. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 23, maio 2006 (adaptado).
A maior eficiência dessas fraldas descartáveis, em relação às de pano, deve-se às
(A) interações dipolo-dipolo mais fortes entre o poliacrilato e a água, em relação às ligações de hidrogênio entre a
celulose e as moléculas de água.
(B) interações íon-íon mais fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, em relação às ligações de hidrogênio
entre a celulose e as moléculas de água.
(C) ligações de hidrogênio mais fortes entre o poliacrilato e a água, em relação às interações íon-dipolo entre a
celulose e as moléculas de água.
(D) ligações de hidrogênio mais fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, em relação às interações dipolo
induzido-dipolo induzido entre a celulose e as moléculas de água.
(E) interações íon-dipolo mais fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, em relação às ligações de hidrogênio
entre a celulose e as moléculas de água.
Comentários
As fraldas comuns de pano, constituídas de fibras de celulose, conseguem fazer interações intermoleculares
do tipo “ligações de hidrogênio” com as moléculas de água, a partir das hidroxilas (-OH) da celulose.
No entanto, as interações íon-molécula ou, mais especificamente, ânion-molécula são mais intensas, pois o
oxigênio do ânion está mais eletricamente carregado com um elétron, do que as hidroxilas, que são
eletricamente carregadas apenas por polarização.
Por isso, as fraldas descartáveis são muito mais eficientes, atraindo com mais intensidade o polo positivo
das moléculas, retendo água com muito mais eficiência que as de pano.
Grau de dificuldade – Fácil.
A própria questão informa no enunciado que as fraldas descartáveis são mais eficientes, apresentando as
estruturas da celulose e do poliacrilato de sódio. Ao estudante cabe apenas a escolha da opção mais óbvia,
facilmente deduzível a partir das fórmulas.
Resposta
(E) interações íon-dipolo mais fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, em relação às ligações de
hidrogênio entre a celulose e as moléculas de água.
QUESTÃO 39
Entre as substâncias usadas para o tratamento de água está o sulfato de alumínio que, em meio alcalino, forma
partículas em suspensão na água, às quais as impurezas presentes no meio aderem.
O método de separação comumente usado para retirar o sulfato de alumínio com as impurezas aderidas é a
(A) flotação.
(B) levigação.
(C) ventilação.
(D) peneiração.
(E) centrifugação.
Comentários
O uso de sulfato de alumínio, Al2(SO4)3, em meio básico, se justifica porque, na presença de ânions,
hidróxido (OH-) originário da adição de hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, reage, formando hidróxido de alumínio,
Al(OH)3:
3 Ca(OH)2 (aq)
+
Al2(SO4)3 (aq)
→
Al(OH)3 (s)
+
3 CaSO4 (aq)
O hidróxido de alumínio formado é pouco solúvel em água, formando um material gelatinoso no qual são
aglutinadas várias impurezas, formando um material mais denso que a água, que tende a decantar
(decantação) para o fundo do tanque de tratamento. No caso das piscinas, essa “sujeira” decantada no
fundo é aspirada junto com a água por uma bomba, e depois retida em um filtro (filtração).
Não há, nas opções apresentadas, nenhuma com “filtração” ou “decantação”. Se houvesse as duas, a
preferência seria para a filtração, uma vez que a decantação, somente, não separa totalmente as impurezas
do reservatório, mas apenas as deposita no fundo.
Assim, a melhor resposta é a “flotação” (palavra originada de “flutuação”), que pode ser feita com agitação
da água, fazendo as partículas decantadas subirem acima do nível do tanque, escoando para outro tanque.
Grau de dificuldade – Médio.
É comum a confusão com os diversos nomes dos métodos de separação de misturas, como flotação,
decantação, filtração, destilação, levigação etc.
Resposta
(A) flotação.
QUESTÃO 40
O brasileiro consome em média 500 miligramas de cálcio por dia, quando a quantidade recomendada é o dobro. Uma
alimentação balanceada é a melhor decisão pra evitar problemas no futuro, como a osteoporose, uma doença que
atinge os ossos. Ela se caracteriza pela diminuição substancial de massa óssea, tornando os ossos frágeis e mais
suscetíveis a fraturas.
Disponível em: www.anvisa.gov.br. Acesso em: 1 ago. 2012 (adaptado).
Considerando-se o valor de 6  1023 mol1 para a constante de Avogadro e a massa molar do cálcio igual a 40 g/mol,
qual a quantidade mínima diária de átomos de cálcio a ser ingerida para que uma pessoa supra suas necessidades?
(A) 7,5  1021
(B) 1,5  1022
(C) 7,5  1023
(D) 1,5  1025
(E) 4,8  1025
Comentários
Como a quantidade recomendada é o dobro da quantidade consumida pelos brasileiros (500mg), deduzimos
que 1000mg ou 1g é a dose diária ideal.
Como a massa molar do cálcio (Ca) é de 40g, temos:
40g
1g


x
6.1023 átomos (1mol)
átomos
=
0,15 . 1023
=
1,5 . 1022 átomos de cálcio.
Grau de dificuldade – Médio.
Todas as questões que envolvem cálculos exigem atenção e tempo de resposta maior que a média. Porém
os cálculos são simples, exigindo apenas uma regra de três.
Resposta
(B) 1,5  1022
QUESTÃO 41
A formação frequente de grandes volumes de pirita (FeS2) em uma variedade de depósitos minerais favorece a
formação de soluções ácidas ferruginosas, conhecidas como “drenagem ácida de minas”. Esse fenômeno tem sido
bastante pesquisado pelos cientistas e representa uma grande preocupação entre os impactos da mineração no
ambiente. Em contato com oxigênio, a 25°C, a pirita sofre reação, de acordo com a equação química:
4FeS2 (s)  15O2 (g)  2H2O( )  2Fe2 (SO4 )3 (aq)  2H2SO4 (aq)
FIGUEIREDO, B. R. Minérios e ambiente. Campinas: Unicamp, 2000.
Para corrigir os problemas ambientais causados por essa drenagem, a substância mais recomendada a ser adicionada
ao meio é o
(A) sulfeto de sódio.
(B) cloreto de amônio.
(C) dióxido de enxofre.
(D) dióxido de carbono.
(E) carbonato de cálcio.
Comentários
Percebemos que o principal produto tóxico da reação de oxidação da pirita em meio aquoso é o ácido
sulfúrico (H2SO4).
Portanto, a substância ideal a ser adicionada ao ambiente contaminado pelas atividades mineradoras é
aquela com propriedades básicas, mas que, por usa vez, também não sejam agressivas. Assim, a
substância mais recomendada é o carbonato de cálcio, CaCO3, que pode neutralizar ácidos sem formar
meios excessivamente básicos. Os carbonatos, em geral, bem como os bicarbonatos, neutralizam ácidos,
liberando gás carbônico (CO2):
H2SO4 (aq)
+
CaCO3 (s)
→
CaSO4 (s)
+
CO2 (g)
+
H2O
O sulfeto de sódio, Na2S, também consegue neutralizar o ácido sulfúrico, mas com formação de gás
sulfídrico, H2S, que é muito tóxico.
Grau de dificuldade – Médio.
O estudante familiarizado com as reações típicas de carbonatos com ácidos não terá dificuldades em
acertar a questão. No entanto, o fato de não serem apresentadas as fórmulas das substâncias das opções e
também o fato de não conterem nenhum hidróxido (que é um “neutralizador” mais óbvio) pode deixar o
estudante um pouco confuso.
Resposta
(E) carbonato de cálcio.
QUESTÃO 42
A produção de aço envolve o aquecimento do minério de ferro, junto com carvão (carbono) e ar atmosférico em uma
série de reações de oxirredução. O produto é chamado de ferro-gusa e contém cerca de 3,3% de carbono. Uma forma
de eliminar o excesso de carbono é a oxidação a partir do aquecimento do ferro-gusa com gás oxigênio puro. Os dois
principais produtos formados são aço doce (liga de ferro com teor de 0,3% de carbono restante) e gás carbônico. As
massas molares aproximadas dos elementos carbono e oxigênio são, respectivamente, 12 g/mol e 16 g/mol.
LEE, J. D. Química Inorgânica não tão concisa. São Paulo: Edgard Blücher, 1999 (adaptado).
Considerando que um forno foi alimentado com 2,5 toneladas de ferro-gusa, a massa de gás carbônico formada, em
quilogramas, na produção de aço doce, é mais próxima de
(A) 28.
(B) 75.
(C) 175.
(D) 275.
(E) 303.
Comentários
A conversão de ferro gusa em ferro doce implica uma redução percentual de carbono de 3%, caindo de
3,3% para 0,3%.
Assim, considerando 2500kg (2,5t) de ferro gusa, temos:
2500kg

X kg carbono 
100%
3%
X = 75kg de carbono.
A oxidação do carbono é dada pela equação:
C
12g
75kg
+
O2


→
CO2
44g (12g do carbono e 32g do gás oxigênio)
Ygramas de CO2
Y = 44g . 75kg / 12g = 275kg
A massa molar do dióxido de carbono formado a partir dos 3% de carbono no ferro gusa é 275kg.
Grau de dificuldade – Médio.
Os cálculos exigidos são relativamente simples, com duas regras de três. No entanto, todas as questões
envolvendo cálculos em sequência exigem mais tempo do que a média para resolução.
Resposta
(D) 275.
QUESTÃO 43
A varfarina é um fármaco que diminui a agregação plaquetária, e por isso é utilizada como anticoagulante, desde que
esteja presente no plasma, com uma concentração superior a 1,0 mg/L. Entretanto, concentrações plasmáticas
superiores a 4,0 mg/L podem desencadear hemorragias. As moléculas desse fármaco ficam retidas no espaço
intravascular e dissolvidas exclusivamente no plasma, que representa aproximadamente 60% do sangue em volume.
Em um medicamento, a varfarina é administrada por via intravenosa na forma de solução aquosa, com concentração
de 3,0 mg/mL. Um indivíduo adulto, com volume sanguíneo total de 5,0 L, será submetido a um tratamento com
solução injetável desse medicamento.
Qual é o máximo volume da solução do medicamento que pode ser administrado a esse indivíduo, pela via
intravenosa, de maneira que não ocorram hemorragias causadas pelo anticoagulente?
(A) 1,0 mL
(B) 1,7 mL
(C) 2,7 mL
(D) 4,0 mL
(E) 6,7 mL
Comentários
Considerando que o volume total (100%) de sangue do paciente é 5L, o volume de plasma correspondente
(60%) é de:
5L

100%
xL

60%
x = 3L
Como as concentrações plasmáticas superiores a 4,0 mg/L podem desencadear hemorragias, e a varfarina
é administrada com concentração de 3,0 mg/mL, então:
C = msoluto / Vsolução
Logo, a massa de soluto corresponde a:
msoluto = C . V
Como há variação de volume e, consequentemente, da concentração, podemos igualar a situação inicial (no
medicamento) e final (no sangue do paciente), com a igualdade:
C1 . V1
=
C2 . V2
3mg/mL . V1 = 4mg/L . 3L

V1 = 4 . 10-3L = 4mL
Grau de dificuldade – Médio.
Os cálculos não são difíceis, mas em etapas. Toda questão envolvendo cálculos exige mais concentração e
mais tempo de resolução que a média. A fórmula usada na segunda etapa do cálculo não foi fornecida pela
questão, mas trata-se de uma espécie de regra de três inversa, uma vez que volume e concentração são
grandezas inversamente proporcionais, já que a massa do soluto não varia.
Resposta
(D) 4,0 mL
QUESTÃO 44
Eu também podia decompor a água, se fosse salgada ou acidulada, usando a pilha de Daniell como fonte de força.
Lembro o prazer extraordinário que sentia ao decompor um pouco de água em uma taça para ovos quentes, vendo-a
separar-se em seus elementos, o oxigênio em um eletrodo, o hidrogênio no outro. A eletricidade de uma pilha de 1 volt
parecia tão fraca, e, no entanto podia ser suficiente para desfazer um composto químico, a água…
SACKS, O. Tio Tungstênio: memórias de uma infância química. São Paulo: Cia. das Letras, 2002.
O fragmento do romance de Oliver Sacks relata a separação dos elementos que compõem a água. O princípio do
método apresentado é utilizado industrialmente na
(A) obtenção de ouro a partir de pepitas.
(B) obtenção de calcário a partir de rochas.
(C) obtenção de alumínio a partir da bauxita.
(D) obtenção de ferro a partir de seus óxidos.
(E) obtenção de amônia a partir de hidrogênio e nitrogênio.
Comentários
Essa questão é muito interessante e envolve as diferentes capacidades de oxidação e de redução de alguns
metais, além de outros compostos não metálicos presentes nas opções.
O ouro é um dos poucos metais que são encontrados na forma neutra ou “metálica”, sem necessidade de
qualquer processo metalúrgico de redução, mas apenas separação do ouro das rochas em que está
incrustado. É um metal nobre, que tem dificuldades de perder elétrons e, por isso, é encontrado na forma
não oxidada na Natureza.
O minério de ferro, como o caso da hematita (Fe2O3), precisa ser submetido a aquecimento intenso na
presença de carvão (carbono quase puro) em brasa, para que o monóxido de carbono (CO) formado dentro
do alto-forno possa reagir com o minério de ferro, reduzindo o cátion férrico (Fe3+) a ferro metálico (Feo).
Trata-se de uma reação de oxiredução em que o elemento ferro ganha elétrons.
Fe2O3 (s)
+ 3 CO (g)
→
2 Fe (s)
+
3 CO2 (g)
O calcário ou carbonato de cálcio (CaCO3) é uma substância inorgânica obtida diretamente de rochas
calcárias, como o caso do mármore. A maior parte das grutas e cavernas é formada de rochas calcárias
erodidas por ação da água, que solubiliza parcialmente os carbonatos convertidos em bicarbonatos. Não se
trata, portanto, de processo eletrolítico.
A amônia (NH3) é obtida industrialmente pela reação catalisada entre os gases nitrogênio (N2) e hidrogênio
(H2) sob pressão controlada, no processo conhecido como processo Harber-Bosch. O processo não envolve
eletrólise, mas é um famoso caso de deslocamento de equilíbrio gasoso.
O alumínio é um metal que foi descoberto recentemente, no início do século XIX (1825), mas exigia grande
quantidade de energia para ser industrializado por eletrólise, pois a alumina se funde a 2072ºC. O processo
atual só entrou em operação no início do século 20, e é eletrolítico, sem a utilização de água, que é a
“eletrólise ígnea”.
Com o uso do solvente “criolita”, ou hexafluoraluminato de sódio (Na3AlF6), a fusão da alumina ou óxido de
alumínio (Al2O3) fica mais fácil, em torno de 1000ºC. Assim, a corrente elétrica força o cátion alumínio (Al 3+)
a receber elétrons e formar alumínio metálico (Alº), enquanto o oxigênio, antes na forma de óxido (O2-),
perde elétrons e forma gás oxigênio (O2).
Δ
2A 2O3 (s)  4A 3+ ( ) + 6O2- ( )
6O2- ( )
 3O2 (g) + 12e- (Ânodo; oxidação) (-)
4A 3+ ( ) + 12e-
 4A ( ) (Cátodo; redução) (+)
Global
2A 2O3 (s) 
 3O2 (g) + 4A ( )
Grau de dificuldade – Difícil.
Somente o estudante familiarizado com o processo industrial de obtenção de diferentes substâncias do
cotidiano será capaz de acertar a questão.
Resposta
(C) obtenção de alumínio a partir da bauxita.
QUESTÃO 45
Glicose marcada com nuclídeos de carbono-11 é utilizada na medicina para se obter imagens tridimensionais do
cérebro, por meio de tomografia de emissão de pósitrons. A desintegração do carbono-11 gera um pósitron, com
tempo de meia-vida de 20,4 min, de acordo com a equação da reação nuclear:
11
6C

11
5B

0
1e
(pósitron)
A partir da injeção de glicose marcada com esse nuclídeo, o tempo de aquisição de uma imagem de tomografia é cinco
meias-vidas.
Considerando que o medicamento contém 1,00 g do carbono-11, a massa, em miligramas, do nuclídeo restante, após
a aquisição da imagem, é mais próxima de
(A) 0,200.
(B) 0,969.
(C) 9,80.
(D) 31,3.
(E) 200.
Comentários
Como o tempo de aquisição da imagem da tomografia é de cinco meias-vidas, precisamos calcular a massa
restante a cada período de meia-vida, até completar o quinto período.
Assim, teremos:
1g
20,4min
1ª
 0,5g
20,4min
2ª
 0,25g
20,4min
3ª
 0,125g 20,4min  0,0625g 20,4min  0,03125g
4ª
5ª
Ou seja, a massa ainda existente de nuclídeo de carbono-11, após cinco meias-vidas, equivale a 31,25mg.
Grau de dificuldade – Médio.
O estudante precisa estar familiarizado com o conceito de “meia-vida” para calcular a massa restante do
nuclídeo.
Resposta
(D) 31,3.