Disciplina: Física e Química A Módulo 6

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1 Agrupamento de Escolas de Rio Tinto nº 3 Escola Básica e Secundária de Rio Tinto ENSINO SECUNDÁRIO RECORRENTE POR MÓDULOS CAPITALIZÁVEIS MATRIZ DE PROVA DE AVALIAÇÃO EM REGIME NÃO PRESENCIAL Disciplina: Física e Química A Módulo 6 Duração da prova: 90 minutos Modalidade: Prova escrita Domínio/Subdomínio Conteúdos Metas Curriculares Estrutura da Prova/ itens de avaliação Cotações (Total 200 pontos) Módulo 6: Reações em sistemas aquosos Ácidos e bases Evolução histórica Ácidos e bases segundo Brönsted e Lowry Acidez e basicidade de soluções Escala de Sorensen ph e concentração hidrogeniónica Autoionização da água Produto iónico da água Relação entre as concentrações de H3O+ e de OH Efeito da temperatura na autoionização da água Ácidos e bases em soluções aquosas Ionização de ácidos e de bases em água Pares conjugados ácido-base Espécies químicas anfotéricas Constantes de acidez e de basicidade Força relativa de ácidos e de bases Aplicar a teoria protónica (de Brönsted e Lowry) para reconhecer substâncias que podem atuar como ácidos ou bases e determinar o ph das suas soluções aquosas. Identificar marcos históricos importantes na interpretação de fenómenos ácido-base, culminando na definição de ácido e base de acordo com Brönsted e Lowry. Interpretar reações ácido-base como reações de transferência de protões. Relacionar quantitativamente a concentração hidrogeniónica de uma solução e o seu valor de ph. Caracterizar a autoionização da água fazendo referência às espécies químicas envolvidas nesta reação e à sua extensão Relacionar a extensão da reação da autoionização da água com o produto iónico da água, identificando-o com a constante de equilíbrio para essa reação. Itens de seleção - Escolha múltipla Itens de construção - Resposta curta - Resposta restrita

2 Titulação ácido-base Neutralização Ponto de equivalência Indicadores ácido-base Acidez e basicidade em soluções aquosas de sais Aspetos ambientais das reações ácido-base Acidez da água da chuva Poluentes atmosféricos e chuva ácida Redução da emissão de poluentes Reações de oxidação-redução Caraterização das reações de oxidação-redução Conceitos de oxidação e redução Espécie oxidada e espécie reduzida Oxidante e redutor Número de oxidação Semirreações de oxidação e de redução Força relativa de oxidantes e redutores Reação ácido-metal Poder redutor e poder oxidante Série eletroquímica Soluções e equilíbrio de solubilidade Mineralização das águas e processo de dissolução Relacionar as concentrações do ião H3O+ e do ião OH resultantes da autoionização da água. Prever, com base no Princípio de Le Châtelier, o efeito da variação da temperatura na autoionização da água. Relacionar as concentrações dos iões H3O+ e OH, bem como os valores de ph e poh, para soluções ácidas, básicas e neutras. Explicitar os significados de ionização (de ácidos e algumas bases) e de dissociação de sais (incluindo hidróxidos), diferenciando ionização de dissociação. Explicar o que é um par conjugado ácido-base, dando exemplos de pares conjugados ácido-base. Interpretar o significado de espécie química anfotérica. Escrever equações químicas que representam reações de ionização de um ácido, ou de uma base, e as respetivas expressões das constantes de acidez ou de basicidade. Relacionar os valores das constantes de acidez de diferentes ácidos (ou as constantes de basicidade de diferentes bases) com a extensão das respetivas ionizações. Explicar por que razão as soluções de ácidos fracos têm valores de ph mais elevados do que os das soluções de ácidos fortes de igual concentração. Determinar o ph de soluções de ácidos (ou bases) fortes a partir da respetiva concentração e vice-versa. Determinar concentrações de equilíbrio das espécies químicas envolvidas na ionização de ácidos monopróticos fracos (ou de bases) a partir do ph, constante de acidez (ou basicidade) e estequiometria da reação. Relacionar as constantes de acidez e de basicidade para um par 2

3 conjugado ácido-base. Interpretar o significado de neutralização associando-o à reação entre os iões H3O+ e OH durante uma reação ácido-base. Associar o ponto de equivalência de uma titulação à situação em que nenhum dos reagentes se encontra em excesso. Associar indicador ácido-base a um par conjugado ácido-base em que as formas ácidas e básicas são responsáveis por cores diferentes. Interpretar o carácter ácido, básico ou neutro de soluções aquosas de sais com base nos valores das constantes de acidez ou de basicidade dos iões do sal em solução. Interpretar a acidez da chuva normal com base na dissolução do dióxido de carbono presente na atmosfera. Interpretar a formação de chuvas ácidas devido à presença de poluentes na atmosfera (SOx, NOx), assim como processos de eliminação destes poluentes, com base nas correspondentes reações químicas. Explicar as consequências das chuvas ácidas sobre construções de calcário e mármore, interpretando as equações químicas correspondentes. Reconhecer as reações de oxidação-redução como reações de transferência de eletrões e interpretar a ação de ácidos sobre alguns metais como um processo de oxidação-redução. Associar oxidação à cedência de eletrões e redução ao ganho de eletrões. Interpretar reações de oxidação-redução como reações de transferência de eletrões. Identificar, numa reação de oxidação-redução, as espécies químicas 3

4 oxidada (redutor) e reduzida (oxidante). Identificar estados de oxidação de um elemento em substâncias elementares, compostas e em espécies iónicas a partir do cálculo do seu número de oxidação. Usar o conceito de número de oxidação na identificação de reações de oxidaçãoredução. Acertar equações químicas de oxidação-redução em casos simples. Interpretar uma reação de oxidação-redução como um processo em que ocorrem simultaneamente uma oxidação e uma redução, escrevendo as semiequações correspondentes. Associar a ocorrência de uma reação ácido-metal à oxidação do metal com redução simultânea do ião hidrogénio. Comparar o poder redutor de alguns metais. Prever se uma reação de oxidação-redução ocorre usando uma série eletroquímica adequada. Interpretar a corrosão dos metais como um processo de oxidaçãoredução. Compreender a dissolução de sais e reconhecer que a mineralização das águas se relaciona com processos de dissolução e equilíbrios de solubilidade. Relacionar a composição química da água do mar com a dissolução de sais e do dióxido de carbono da atmosfera. Caraterizar o fenómeno da dissolução como uma mistura espontânea de substâncias que pode ser relacionado com as interações entre as espécies químicas do soluto e do solvente. Indicar formas de controlar o tempo de dissolução de um soluto (estado de divisão e agitação) mantendo a temperatura e a pressão 4

5 constantes. Definir solubilidade em termos de concentração de solução saturada e de massa de soluto dissolvido em 100 g de solvente. Classificar as soluções de um dado soluto em não saturadas, saturadas e sobressaturadas, com base na respetiva solubilidade, a uma determinada temperatura. Interpretar gráficos de solubilidade em função da temperatura. Identificar o equilíbrio químico que se estabelece entre um sal e uma sua solução saturada como um equilíbrio químico heterogéneo, designando-o por equilíbrio de solubilidade. Escrever equações químicas que traduzem equilíbrios de solubilidade e escrever as correspondentes expressões da constante de produto de solubilidade. Relacionar a constante de produto de solubilidade de um sal com a respetiva solubilidade, na ausência de outros equilíbrios que afetem essa solubilidade. Interpretar a possibilidade de formação de um precipitado, com base nas concentrações de iões presentes em solução e nos valores de produtos de solubilidade. Interpretar, com base no Princípio de Le Châtelier, o efeito do iãocomum na solubilidade de sais em água. Interpretar, com base no Princípio de Le Châtelier, a solubilização de alguns sais por soluções ácidas. Interpretar, com base no Princípio de Le Châtelier, a solubilização de alguns sais através da formação de iões complexos. Associar a dureza total de uma água à concentração de catiões cálcio e magnésio. 5

6 Interpretar, com base em informação selecionada, processos para minimizar a dureza das águas. Interpretar, com base em informação selecionada, a utilização de reações de precipitação na remoção de poluentes de águas. CRITÉRIOS GERAIS DE CLASSIFICAÇÃO A classificação a atribuir a cada resposta resulta da aplicação dos critérios gerais e dos critérios específicos apresentados para cada item e é expressa por um número inteiro. A ausência de indicação inequívoca da versão da prova implica a classificação com zero pontos das respostas aos itens de escolha múltipla. As respostas ilegíveis são classificadas com zero pontos. Em caso de omissão ou de engano na identificação de uma resposta, esta pode ser classificada se for possível identificar inequivocamente o item a que diz respeito. Se for apresentada mais do que uma resposta ao mesmo item, só é classificada a resposta que surgir em primeiro lugar. ITENS DE SELEÇÃO Nos itens de escolha múltipla, a cotação do item só é atribuída às respostas que apresentem de forma inequívoca a opção correta. Todas as outras respostas são classificadas com zero pontos. Nas respostas aos itens de escolha múltipla, a transcrição do texto da opção escolhida deve ser considerada equivalente à indicação da letra correspondente. ITENS DE CONSTRUÇÃO Resposta curta Nos itens de resposta curta, a cotação do item só é atribuída às respostas totalmente corretas. Poderão ser atribuídas pontuações a respostas parcialmente corretas, de acordo com os critérios específicos. As respostas que contenham elementos contraditórios são classificadas com zero pontos. As respostas em que sejam utilizadas abreviaturas, siglas ou símbolos não claramente identificados são classificadas com zero pontos. Resposta restrita 6

7 Nos itens de resposta restrita, os critérios de classificação apresentam-se organizados por níveis de desempenho (itens que envolvam a produção de um texto) ou por etapas (itens que envolvam a realização de cálculos). A cada nível de desempenho e a cada etapa corresponde uma dada pontuação. Caso as respostas contenham elementos contraditórios, os tópicos ou as etapas que apresentem esses elementos não são considerados para efeito de classificação, ou são pontuadas com zero pontos, respetivamente. A classificação das respostas aos itens cujos critérios se apresentam organizados por níveis de desempenho resulta da pontuação do nível de desempenho em que as respostas forem enquadradas. Nas respostas classificadas por níveis de desempenho, se permanecerem dúvidas quanto ao nível a atribuir, deve optar-se pelo nível mais elevado de entre os dois tidos em consideração. É classificada com zero pontos qualquer resposta que não atinja o nível 1 de desempenho. As respostas que não apresentem exatamente os termos ou as expressões constantes dos critérios específicos de classificação devem ser classificadas em igualdade de circunstâncias com aquelas que os apresentam, desde que o seu conteúdo seja cientificamente válido, adequado ao solicitado e enquadrado pelos documentos curriculares de referência. A classificação das respostas aos itens que envolvam a produção de um texto deve ter em conta, além dos tópicos de referência apresentados, a organização dos conteúdos e a utilização de linguagem científica adequada. Nas respostas que envolvam a produção de um texto, a utilização de abreviaturas, de siglas e de símbolos não claramente identificados ou a apresentação apenas de uma esquematização do raciocínio efetuado constituem fatores de desvalorização, implicando a atribuição da pontuação correspondente ao nível de desempenho imediatamente abaixo do nível em que a resposta seria enquadrada. A classificação das respostas aos itens cujos critérios se apresentam organizados por etapas resulta da soma das pontuações atribuídas às etapas apresentadas, à qual podem ser subtraídos pontos em função dos erros cometidos. Consideram-se dois tipos de erros: Erros de tipo 1- erros de cálculo numérico, transcrição incorreta de dados, conversão incorreta de unidades, desde que coerentes com a grandeza calculada, ou apresentação de unidades incorretas no resultado final, também desde que coerentes com a grandeza calculada. Erros de tipo 2- erros de cálculo analítico, ausência de conversão de unidades (qualquer que seja o número de conversões não efetuadas, contabiliza-se apenas como um erro de tipo 2), ausência de unidades no resultado final, apresentação de unidades incorretas no resultado final não coerentes com a grandeza calculada e outros erros que não possam ser considerados de tipo 1. À soma das pontuações atribuídas às etapas apresentadas deve(m) ser subtraído(s): 1 ponto, se forem cometidos apenas erros de tipo 1, qualquer que seja o seu número. 7

8 2 pontos, se for cometido apenas um erro de tipo 2, qualquer que seja o número de erros de tipo 1 cometidos. 4 pontos, se forem cometidos mais do que um erro de tipo 2, qualquer que seja o número de erros de tipo1 cometidos. Os erros cometidos só são contabilizados nas etapas que não sejam pontuadas com zero pontos. No quadro seguinte, apresentam-se os critérios de classificação a aplicar, em situações específicas, às respostas aos itens de resposta restrita que envolvam a realização de cálculos. Situação Classificação 1. Apresentação apenas do resultado final, não incluindo os cálculos efetuados nem as justificações e/ou conclusões solicitadas. 2. Utilização de processos de resolução não previstos nos critérios específicos de classificação. A resposta é classificada com zero pontos. É considerado para efeito de classificação qualquer processo de resolução cientificamente correto, desde que respeite as instruções dadas. Os descritores serão adaptados, em cada caso, ao processo de resolução apresentado. 3. Utilização de processos de resolução que não respeitem as instruções dadas. Se a instrução dada se referir apenas a uma etapa de resolução, essa etapa é pontuada com zero pontos. Se a instrução se referir ao processo global de resolução do item, a resposta é classificada com zero pontos. 4. Utilização de expressões ou de equações erradas. As etapas em que essas expressões ou essas equações forem utilizadas são pontuadas com zero pontos. 5. Utilização de valores numéricos de outras grandezas que não apenas as referidas na prova (no enunciado dos itens, na tabela de constantes e na tabela periódica). 6. Utilização de valores numéricos diferentes dos dados fornecidos no enunciado dos itens. 7. Não explicitação dos cálculos correspondentes a uma ou mais etapas de resolução. As etapas em que os valores dessas grandezas forem utilizados são pontuadas com zero pontos. As etapas em que esses valores forem utilizados são pontuadas com zero pontos, salvo se esses valores resultarem de erros de transcrição identificáveis As etapas nas quais os cálculos não sejam explicitados são pontuadas com zero pontos. 8

9 8. Não explicitação dos valores numéricos a calcular em etapas de resolução intermédias. 9. Ausência de unidades ou apresentação de unidades incorretas nos resultados obtidos em etapas de resolução intermédias 10. Obtenção ou utilização de valores numéricos que careçam de significado físico. 11. Resolução com erros (de tipo 1 ou de tipo 2) de uma ou mais etapas necessárias à resolução da(s) etapa(s) subsequente(s). 12. Existência de uma ou mais etapas, necessárias à resolução da(s) etapa(s) subsequente(s), pontuadas com zero pontos. A não explicitação desses valores não implica, por si só, qualquer desvalorização, desde que seja dada continuidade ao processo de resolução. Estas situações não implicam, por si só, qualquer desvalorização. As etapas em que esses valores forem obtidos ou utilizados são pontuadas com zero pontos. Essa(s) etapa(s) e a(s) etapa(s) subsequente(s) são classificadas de acordo com os critérios de classificação. A(s) etapa(s) subsequente(s) é(são) classificada(s) de acordo com os critérios de classificação. 13. Existência de uma ou mais etapas não percorridas na resolução. A(s) etapa(s) não percorrida(s) e a(s) etapa(s)subsequente(s) que dela(s) dependa(m) são pontuadas com zero pontos. 14. Apresentação de cálculos desnecessários que evidenciam a não identificação da grandeza cujo cálculo foi solicitado. 15. Apresentação de valores calculados com arredondamentos incorretos ou com um número incorreto de algarismos significativos. A última etapa prevista nos critérios específicos de classificação é pontuada com zero pontos.. A apresentação desses valores não implica, por si só, qualquer desvalorização. Constituem exceção situações decorrentes da resolução de itens de natureza experimental e situações em que haja uma instrução explícita relativa a arredondamentos ou a algarismos significativo. MATERIAL AUTORIZADO Utilizar apenas caneta ou esferográfica de tinta azul ou preta. É interdito o uso de «esferográfica-lápis» e de corretor. Máquina de calcular gráfica. 9