QUÍMICA
Questão 31
O nióbio foi descoberto em 1801, pelo químico inglês Charles
Hatchett. O Brasil detém cerca de 93% da produção mundial de
concentrado de nióbio. As maiores jazidas localizam-se nos estados de Minas Gerais, Goiás e Amazonas. O metal é utilizado sobretudo na fabricação de ligas ferro-nióbio e de outras ligas mais
complexas, que têm sido aplicadas na construção de turbinas de
propulsão a jato, foguetes e naves espaciais. Seus óxidos são
utilizados na confecção de lentes leves para óculos, câmeras fotográficas e outros equipamentos ópticos.
A respeito do nióbio, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. O símbolo químico do nióbio é Ni.
02. O nióbio é um metal de transição.
04. Uma liga ferro-nióbio é um exemplo de solução sólida.
08. O nióbio, ao perder 3 elétrons, assume a configuração do
criptônio.
16. O nióbio pode formar óxidos metálicos do tipo M2O5 e M2O3.
Gabarito: 22 (02 + 04 + 16)
Número de acertos: 467 (4,96%)
Grau de dificuldade previsto: Fácil
Grau de dificuldade obtido: Difícil (Acerto total)
Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto parcial)
ANÁLISE DA QUESTÃO
A questão foi formulada com o propósito de verificar conhecimentos relativos aos tópicos elementos químicos, tabela periódica, configuração eletrônica na camada de valência e reatividade química.
Ao identificar corretamente o elemento químico nióbio na
Tabela Periódica, os candidatos deveriam aplicar os dados fornecidos e prever aspectos, como distribuição eletrônica e possíveis combinações com outros elementos, na formação de ligas e óxidos metálicos.
O Quadro de Freqüência de Respostas mostra que apenas
4,96% dos candidatos responderam corretamente a questão e que
18,21% obtiveram acerto parcial, sendo que desse total apenas
0,87% têm conhecimento de que o nióbio pode formar óxidos metálicos com a fórmula geral M2O5 e M2O3. Por isso, cerca de 25,56%
dos candidatos consideraram corretas apenas as proposições 02 e
04. Convém ressaltar, ainda, que ao assinalarem as proposições 01,
02 e 04 como verdadeiras, 9,47% dos vestibulandos consideraram
que o símbolo químico do nióbio é Ni.
Feitas essas considerações, a banca conclui que o total global de acertos (23,17%) demonstra que o grau de dificuldade inicialmente previsto não foi confirmado, recomendando maior ênfase
na abordagem desses conteúdos nas aulas de química no ensino
médio.
Questão 32
Um agricultor necessita fazer a calagem do solo (correção do pH)
para o cultivo de hortaliças e nesse processo utilizará cal virgem
(CaO).
Com base na informação acima, assinale a(s) proposição(ões)
CORRETA(S).
01. Cal virgem reage com água segundo a equação:
CaO + H2O
Ca(OH)2.
02. A calagem diminui o pH do solo.
04. A dissociação de hidróxido de cálcio em água libera íons
+
(OH)− que neutralizam os íons H presentes no solo.
08. Cal virgem é um óxido ácido.
16. A calagem é um processo de neutralização.
Gabarito: 21 (01 + 04 + 16)
Número de acertos: 2.646 (28,08%)
Grau de dificuldade previsto: Fácil
Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto total e parcial)
ANÁLISE DA QUESTÃO
Esta questão aborda um exemplo típico do cotidiano, a utilização da cal virgem (CaO) para a correção do pH do solo, condição
importante para o desenvolvimento de certas plantações. Com base
em conhecimentos sobre funções inorgânicas e equilíbrio iônico
(pH), o aluno deveria identificar o óxido de cálcio como sendo um
óxido básico.
Verificou-se que 2646 candidatos (28,08%) acertaram integralmente a questão. Quanto aos acertos parciais, apenas 4,19%
assinalaram isoladamente as proposições 01, 04 e 16; as outras
combinações evidenciaram que cerca de 5 a 10% dos candidatos
assinalaram as proposições 01 e 04, 01 e 16, ou 04 e 16, demonstrando pouco entendimento sobre o comportamento dos óxidos.
Aproximadamente 30% dos vestibulandos incluíram em suas respostas a proposição 02, demonstrando confundir baixa acidez com
baixo valor de pH.
Portanto, considerando que o índice de acerto total
(28,08%) ficou próximo do parcial (32,27%) conclui-se que o grau
de dificuldade inicialmente previsto não foi confirmado.
Questão 33
Um hidrocarboneto gasoso, que possui a fórmula geral CnH2n+2,
o
está contido em um recipiente de 1,0 L, a 25 C e 1 atm. A combustão desse hidrocarboneto requer exatamente 5,0 L de O2 nas
mesmas condições de temperatura e pressão.
Utilize as informações acima e assinale a(s) proposição(ões)
CORRETA(S).
01. A combustão total de qualquer hidrocarboneto leva à formação
de CO2 e H2O.
02. O único produto da combustão total do hidrocarboneto é o
CO2.
04. O hidrocarboneto é o etano.
08. O hidrocarboneto é o butano.
16. O hidrocarboneto é o propano.
Gabarito: 17 (01 + 16)
Número de acertos: 1.597 (16,97%)
Grau de dificuldade previsto: Médio
Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto global)
ANÁLISE DA QUESTÃO
O assunto explorado nesta questão foi a combustão de um
hidrocarboneto gasoso de fórmula geral CnH2n+2, o que indica ser
um alcano. A utilização e aplicação de conhecimentos sobre função
química e balanceamento de equações, envolvendo a combustão
completa desse hidrocarboneto, possibilitariam a verificação da
fórmula molecular, implícita na proposição 01 e, conseqüentemente, a nomenclatura IUPAC do referido composto.
Da análise do Quadro de Freqüência de Respostas da Prova
verificou-se que 1597 candidatos (16,97%) acertaram integralmente
a questão e que 21,01% obtiveram acertos parciais, assinalando
isoladamente as proposições 01 e 16, respectivamente. Desta forma,
se considerarmos esses índices, podemos concluir que o grau de
dificuldade inicialmente previsto foi confirmado. Porém, é preocupante o fato de que cerca de 22% optaram pelas respostas 05 e 09,
demonstrando conhecimento quanto à combustão completa dos
hidrocarbonetos, porém dificuldades na aplicação dos dados da
questão. Cerca de 4%, ao optarem pela resposta 18, incorreta, acertaram o nome do hidrocarboneto, porém supuseram que sua combustão completa fornecesse apenas CO2.
Questão 34
Na Tabela a seguir encontram-se informações a respeito de três
substâncias, que possuem a fórmula molecular C3H8O.
A
SUBSTÂNCIA
Característica
B
C
Apresenta Por oxidação
Após oxidao menor
total produz
ção produz
ponto de ácido propapropanona
ebulição
nóico
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. A é isômero funcional de B.
02. Os compostos B e C apresentam carbono assimétrico.
04. O nome IUPAC da substância B é 1-propanol.
08. As substâncias A, B e C possuem pelo menos um átomo
2
de carbono com hibridização sp .
16. B e C são isômeros de posição.
32. A substância A denomina-se etoxietano.
Gabarito: 21 (01 + 04 + 16)
Número de acertos: 996 (10,58%)
Grau de dificuldade previsto: Médio
Grau de dificuldade obtido: Difícil (Acerto total)
ANÁLISE DA QUESTÃO
Nesta questão foram abordados conceitos fundamentais de
Química Orgânica, quais sejam, propriedades como ponto de ebulição, reatividade (oxidação de álcoois), hibridização, nomenclatura e
isomeria. Ao analisar a fórmula molecular e aplicar a fórmula geral
CnH2n+2, o candidato poderia supor que as substâncias poderiam ser
hidrocarbonetos saturados contendo as funções químicas éter e álcool, portanto, todas elas apresentando apenas carbonos com hibridização sp3. Além disso, a interpretação das propriedades físicas e
químicas das substâncias A, B e C possibilitaria prever a fórmula
estrutural plana e, portanto, suas relações isoméricas.
Constatou-se que apenas 996 candidatos (10,58%) responderam corretamente a questão e que aproximadamente 16% responderam correta e parcialmente, o que permite concluir que o grau de
dificuldade inicialmente previsto não se confirmou.
Questão 35
O processo industrial de produção da amônia (NH3) envolve os
equilíbrios químicos representados pelas equações:
I. N2(g) + 2 H2(g)
N2H4(g)
II. N2H4(g) + H2(g)
2 NH3(g)
Etapa rápida
N2(g) + 3 H2(g)
2 NH3(g)
Equação global
Etapa lenta
A figura a seguir mostra, aproximadamente, as porcentagens de
amônia em equilíbrio com os gases Nitrogênio e Hidrogênio na
mistura da reação.
% NH3 na mistura
70
60
300 oC
50
350 oC
40
30
450 oC
20
500 oC
10
0
40
60
80
100 120 140 160 180 200 220
Pressão total/atm
De acordo com as informações do enunciado e com o gráfico
acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. A formação da amônia é favorecida em condições de alta
pressão e baixa temperatura.
3
02. A equação de velocidade da reação é v = k [N2].[H2] .
04. A reação de formação da amônia é um processo endotérmico.
08. Em recipiente fechado, à pressão constante, o aumento da
temperatura favorece a decomposição da amônia.
2
16. A equação de velocidade da reação é v = k [N2].[H2] .
32. A curva, cuja temperatura não é indicada no gráfico, pode
o
representar uma reação realizada a 500 C na presença de um
catalisador.
Gabarito: 25 (01 + 08 + 16)
Número de acertos: 714 (7,58%)
Grau de dificuldade previsto: Médio
Grau de dificuldade obtido: Difícil (Acerto total)
Grau de dificuldade obtido: Difícil (Acerto parcial)
ANÁLISE DA QUESTÃO
O objetivo desta questão foi explorar conceitos de cinética
química e equilíbrios químicos, tendo como contexto as etapas da
reação de obtenção da amônia. Foram apresentados os equilíbrios
químicos envolvidos e um gráfico ilustrando a porcentagem de amônia em função da pressão total do sistema, em várias temperaturas. Previu-se a necessidade de uma análise criteriosa dos dados,
seguida da aplicação de conhecimentos relativos a alterações de
concentração, pressão e temperatura na síntese dessa substância.
Assim, para responder de forma integralmente correta a questão o
candidato deveria deduzir que a síntese da amônia requer condições
de alta pressão e baixa temperatura, pois ela ocorre com liberação
de calor (processo exotérmico) e envolve a redução do número de
moléculas em fase gasosa. Como a presença de um catalisador não
altera a posição do equilíbrio, mas sim a velocidade com que esse
equilíbrio é atingido, a curva, cuja temperatura não é indicada no
gráfico, não poderia representar uma reação realizada a 500 ºC, na
presença de um catalisador.
Ao analisar o Quadro de Freqüência de Respostas da Prova
foi possível constatar que 714 candidatos (7,58%) acertaram totalmente a questão e que cerca de 14,89% obtiveram acertos parciais,
apresentando as respostas 09, 17 e 24.
Estes resultados indicam que o grau de dificuldade inicialmente previsto não foi alcançado. Recomenda-se, portanto, maior
ênfase na abordagem desses conteúdos.
Questão 36
Grande parte da eletricidade produzida em nosso planeta é gerada
nas usinas termelétricas, que consomem enormes quantidades de
combustível para transformar a água líquida em vapor de água.
Esse vapor passa por uma turbina, gerando eletricidade.
As equações termoquímicas abaixo representam a combustão do
carvão (C), gás natural (CH4) e gasolina (C8H18):
I.
C(s) + O2(g)
II. CH4(g) + 2 O2(g)
III. C8H18(l) + 25/2 O2(g)
CO2(g) + 393 kJ
CO2(g) + 2 H2O( l) + 888 kJ
8 CO2(g) + 9 H2O(l) + 5.440 kJ
Em relação aos três processos, assinale a(s) proposição(ões)
CORRETA(S).
01. As equações I, II e III representam processos exotérmicos.
02. O gás natural libera maior quantidade de energia por mol de
CO2 produzido.
04. O gás natural deve ser utilizado preferencialmente, pois polui
menos.
08. Para produzir a mesma quantidade de energia, a quantidade
de CO2 lançada na atmosfera obedece à ordem crescente:
gasolina, carvão, gás natural.
16. As equações I, II e III representam processos endotérmicos.
Gabarito: 07 (01 + 02 + 04)
Número de acertos: 2.162 (22,96%)
Grau de dificuldade previsto: Médio
Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto total)
Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto parcial)
ANÁLISE DA QUESTÃO
O tema energia pode facilitar a abordagem de conteúdos
formais e a discussão de problemas ambientais de interesse geral.
Nesta questão, enfocou-se a produção de energia elétrica a
partir da utilização de carvão, gás natural e gasolina. Neste sentido,
valorizou-se a capacidade dos candidatos de compreender os dados
apresentados e aplicar seus conhecimentos na interpretação das equações termoquímicas, com especial atenção a aspectos como energia e número de mols envolvidos nas transformações. Assim, os
vestibulandos deveriam concluir que as equações I, II e III referemse a processos exotérmicos e, no que se refere à utilização desses
combustíveis, deduzir que o gás natural, ao liberar maior quantidade de energia por mol de CO2 produzido, deverá ser utilizado preferencialmente, contribuindo menos para o agravamento do efeito
estufa.
Verificou-se que 2162 candidatos (22,96%) acertaram integralmente a questão e cerca de 27% dos candidatos apresentaram
respostas parcialmente corretas (03, 05 e 06). Considerando que o
índice parcial e total de acertos foi significativo pode-se concluir
que o grau de dificuldade inicialmente previsto superou as expectativas. Entretanto, 4% dos candidatos apresentaram respostas incorretas, com combinações incluindo as proposições 08 e 16, o que
evidencia insuficiência de conhecimentos quanto a conceitos fundamentais de termoquímica e dificuldades para interpretar dados e
estabelecer relações quantitativas.
Questão 37
A maricultura vem se intensificando em Santa Catarina. Apesar
de ser uma atividade recente, o Estado ocupa a liderança nacional
na produção de ostras e mexilhões. Para a manutenção da
qualidade da água e dos moluscos cultivados, o pH da água do
mar deve se situar próximo de 8,0 (oito). Assim sendo, os
equilíbrios químicos abaixo devem ser considerados.
CO 2(g) + H2O(l)
H 2 CO 3(aq)
−
HCO 3(aq)
H 2 CO 3(aq)
+
HCO 3−(aq) + H (aq)
2−
+
CO 3(aq)
+ H (aq)
De acordo com as informações acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. CO2 dissolvido na água do mar pode gerar CO 32− e HCO 3− .
02. Os produtos de ionização do H2CO3 são CO 32− e OH .
−
04. O aumento das concentrações de CO 32− e de HCO 3− aumenta
a disponibilidade do CO2 na água do mar.
08. CO2 dissolvido diminui o pH do ambiente marinho.
+
16. O aumento da concentração de H implica na elevação do pH
do meio.
Gabarito: 13 (01 + 04 + 08)
Número de acertos: 790 (8,39%)
Grau de dificuldade previsto: Médio
Grau de dificuldade obtido: Difícil (Acerto total)
Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto parcial)
ANÁLISE DA QUESTÃO
Ao abordar a prática da maricultura como uma atividade econômica importante para a economia de Santa Catarina pretendeuse verificar a capacidade de análise dos candidatos e evidenciar a
importância de aspectos químicos, como equilíbrio químico e pH,
para a manutenção da qualidade da água e das espécies cultivadas.
Foram apresentados os equilíbrios de dissolução do gás carbônico
(CO2) na água do mar e, através de uma análise cuidadosa, o candidato poderia constatar que o CO2, quando dissolvido em água, resulta num multiequilíbrio entre as espécies H2CO3, HCO 3− , H+ e
CO 32− , todas em fase aquosa, cujas concentrações estão relacionadas entre si e com o pH do meio. Portanto, alterações nas concentrações dessas espécies resultam em aumento ou diminuição da disponibilidade de CO2 no ambiente marinho, com conseqüente alteração do pH.
Após analisar o Quadro de Freqüência de Respostas da Prova constatou-se que 790 candidatos (8,39%) acertaram integralmente a questão e cerca de 20,6% acertaram parcialmente (respostas 05,
09 e 12). Por outro lado, 37% dos candidatos incluíram em suas
respostas a proposição 16, demonstrando dificuldade em relacionar
acidez com pH. Portanto, o grau de dificuldade inicialmente previsto não foi confirmado.
Questão 38
Examine as estruturas moleculares do álcool benzílico e do
etilbenzeno abaixo representadas.
CH2OH
álcool benzílico
CH2CH3
etilbenzeno
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. O álcool benzílico deve ser menos solúvel em água do que o
etilbenzeno, ambos à mesma temperatura.
02. O ponto de ebulição do etilbenzeno deve ser menor que o do
álcool benzílico.
04. O álcool benzílico deve ter uma pressão de vapor maior que
aquela do etilbenzeno, ambos sob as mesmas condições.
08. As interações intermoleculares existentes no álcool benzílico
são do tipo dipolo permanente-dipolo permanente.
16. As interações intermoleculares existentes no etilbenzeno são,
basicamente, do tipo dipolo induzido-dipolo induzido.
Gabarito: 26 (02 + 08 + 16)
Número de acertos: 302 (3,21%)
Grau de dificuldade previsto: Difícil
Grau de dificuldade obtido: Difícil (Acerto total)
Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto parcial)
ANÁLISE DA QUESTÃO
Esta questão abordou tópicos de química geral, com a finalidade de avaliar a capacidade de análise dos candidatos, procurando
destacar aqueles mais bem preparados e com condições de distinguir as propriedades físicas e químicas das substâncias.
A partir da análise das fórmulas estruturais de duas substâncias seria possível verificar que: a) o álcool benzílico, contendo a
função álcool, é polar e portanto suas interações intermoleculares
são do tipo dipolo permanente-dipolo permanente, apresentando
ligações de hidrogênio, conseqüências extremas desse tipo de interação. Além do mais, sendo polar, interage com a água (polar) através de ligações de hidrogênio, o que facilita sua miscibilidade; b) já
o etilbenzeno, um hidrocarboneto, é apolar e assim suas interações
intermoleculares são basicamente do tipo dipolo induzido-dipolo
induzido, mais fracas devido à formação de dipolos temporários que
se atraem sucessivamente.
Como as duas moléculas têm massas molares bem próximas
e as interações entre as moléculas do álcool são bem mais fortes,
sua tendência em deixar o meio requer maior energia para vencer
essas interações e, conseqüentemente, o álcool benzílico terá uma
pressão de vapor menor e, portanto, um ponto de ebulição maior
que o do etilbenzeno, sob as mesmas condições.
Os dados do Quadro de Freqüência de Respostas demonstraram que apenas 302 (3,21%) dos candidatos responderam a questão
de forma totalmente correta, ficando bem abaixo do grau de dificuldade previsto, e que 19,8% acertaram parcialmente, com respostas
10, 18 e 24, demonstrando que a questão tende para um grau de
dificuldade médio. Por outro lado, 7,34,% dos vestibulandos consideraram a proposição 04 correta em suas respostas, evidenciando
que não conseguem relacionar as interações intermoleculares existentes num líquido com sua pressão de vapor.
Questão 39
Para se determinar o conteúdo de ácido acetilsalicílico (AAS)
(C9H8O4) num comprimido isento de outras substâncias ácidas,
1,0 g do comprimido foi dissolvido numa mistura de etanol e água.
Essa solução consumiu 15 mL de solução aquosa de NaOH, de
−1
concentração 0,20 mol.L , para reação completa.
Ocorreu a seguinte transformação química:
C9H8O4(aq) + NaOH(aq)
C9H7O4Na(aq) + H2O
Sabendo que a massa molar do ácido acetilsalicílico (AAS) é
180 g.mol−1, calcule a porcentagem (%) em massa de AAS no
comprimido.
Assinale no cartão-resposta o resultado numérico encontrado.
Gabarito: 54 (Aberta)
Número de acertos: 937 (10,11%)
Grau de dificuldade previsto: Médio
Grau de dificuldade obtido: Difícil
ANÁLISE DA QUESTÃO
Nesta questão o conteúdo exigido é sobre reações ácidobase, ou seja, a neutralização do ácido acetilsalicílico (AAS) pelo
hidróxido de sódio (NaOH), na qual foram fornecidos: a equação
química, sua estequiometria, molaridade e volume da base necessário para ocorrer neutralização total do ácido.
Para a resolução do problema, o candidato determinaria o
número de moles do ácido, o qual é o mesmo da base (calculado
utilizando sua molaridade e o volume gasto para neutralizar o ácido). Como a massa molar do ácido foi fornecida, a quantidade em
massa do ácido no comprimido poderia ser facilmente calculada e,
conseqüentemente, sua porcentagem.
O grau de dificuldade previsto não se confirmou mostrando
que apenas 937 (10,11%) dos candidatos responderam corretamente
e houve um índice de espalhamento muito grande.
Questão 40
No sistema aquoso representado abaixo, existe o seguinte
equilíbrio químico:
4+
Sn (aq)
I (−aq)
SnI2(s)
I2(s)
4+
Sn (aq)
+ 4I (−aq)
SnI2(s) + I2(s)
Ao balão foi acrescentado tolueno, que é um líquido incolor e imiscível com a água, no qual, dentre as espécies do equilíbrio, somente o iodo é solúvel, conferindo-lhe cor vermelha.
Como resultado de tal perturbação, após agitação e repouso, estabelece-se um novo estado de equilíbrio.
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. Em relação à situação inicial, o novo estado de equilíbrio apre4+
−
senta um aumento nas concentrações de Sn (aq)
e I (aq)
,eo
tolueno continua incolor.
02. Em relação à situação inicial, o novo estado de equilíbrio apresenta um aumento na quantidade de SnI2(s) e o tolueno fica
vermelho.
04. Em relação à situação inicial, o novo estado de equilíbrio apresenta um aumento na quantidade de SnI2(s) e na concentração
−
, e o tolueno continua incolor.
de I (aq)
08. Em relação à situação inicial, o novo estado de equilíbrio apre4+
−
e I (aq)
,e
senta uma diminuição nas concentrações de Sn (aq)
o tolueno fica vermelho.
4+
16. No sistema acima apresentado o Sn atua como agente oxi−
dante e o íon I como agente redutor.
Gabarito: 26 (02 + 08 + 16)
Número de acertos: 780 (8,29%)
Grau de dificuldade previsto: Difícil
Grau de dificuldade obtido: Difícil (Acerto total)
Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto parcial)
ANÁLISE DA QUESTÃO
A questão explora uma reação de oxirredução, em equilíbrio, que apresenta um sistema de duas fases e dois estados (líquido
e sólido). Neste contexto a adição do tolueno, após agitação e repouso, leva a um novo equilíbrio. O novo sistema, agora, contém
três fases (o tolueno, apolar, é imiscível com a água, polar) e dois
estados (líquido e sólido).
Aqui, a banca previu que os candidatos reunissem requisitos
como conhecimento e compreensão sobre polaridade, oxirredução e
o princípio de Le Chatelier para aplicação e análise das proposições.
O iodo (I2) é solúvel no tolueno (coloração vermelha) e este,
quando adicionado ao sistema, perturba o equilíbrio, diminuindo a
quantidade de iodo. Conseqüentemente, o equilíbrio se desloca no
sentido de restaurar a quantidade de iodo que foi consumida (princípio de Le Chatelier) e, assim, haverá um diminuição nas concentrações das espécies Sn4+(aq) e I-(aq) e um aumento na quantidade de
SnI2(s).
Os dados do Quadro de Freqüência de Respostas mostram
que 780 (8,29%) dos candidatos responderam corretamente a questão. Constatou-se que 31,56% acertaram parcialmente a questão,
indicando as respostas 10, 18 e 24, sendo que 23% dos candidatos,
ao responderem 18 e 24, utilizaram a proposição 16. Como a proposição 16 aborda conceitos de oxirredução, isso contribuiu para elevar o nível de acerto parcial dessa questão. Portanto, o grau de dificuldade previsto não se confirmou totalmente.