ANÁLISE DA QUESTÃO QUÍMICA

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1 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 M 2 O 5 e M 2 O 3. Gabarito: 22 ( ) 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) 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 M 2 O 5 e M 2 O 3. 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.

2 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 + H 2 O Ca(OH) 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 ( ) Número de acertos: (28,08%) Grau de dificuldade previsto: Fácil Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto total e parcial) 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.

3 Questão 33 Um hidrocarboneto gasoso, que possui a fórmula geral C n H 2n+2, está contido em um recipiente de 1,0 L, a 25 o C e 1 atm. A combustão desse hidrocarboneto requer exatamente 5,0 L de O 2 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 CO 2 e H 2 O. 02. O único produto da combustão total do hidrocarboneto é o CO O hidrocarboneto é o etano. 08. O hidrocarboneto é o butano. 16. O hidrocarboneto é o propano. Gabarito: 17 ( ) Número de acertos: (16,97%) Grau de dificuldade previsto: Médio Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto global) O assunto explorado nesta questão foi a combustão de um hidrocarboneto gasoso de fórmula geral C n H 2n+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 CO 2.

4 Questão 34 Na Tabela a seguir encontram-se informações a respeito de três substâncias, que possuem a fórmula molecular C 3 H 8 O. SUBSTÂNCIA A B C Apresenta Por oxidação Após oxidação produz Característica o menor total produz ponto de ácido propanóico propanona ebulição 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 de carbono com hibridização sp B e C são isômeros de posição. 32. A substância A denomina-se etoxietano. Gabarito: 21 ( ) Número de acertos: 996 (10,58%) Grau de dificuldade previsto: Médio Grau de dificuldade obtido: Difícil (Acerto total) 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 C n H 2n+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 sp 3. 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.

5 Questão 35 O processo industrial de produção da amônia (NH 3 ) envolve os equilíbrios químicos representados pelas equações: I. N 2(g) + 2 H 2(g) N 2 H 4(g) Etapa lenta II. N 2 H 4(g) + H 2(g) 2 NH 3(g) Etapa rápida N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3(g) Equação global 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 o C 350 o C 450 o C 500 o C 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. 02. A equação de velocidade da reação é v = k [N 2 ].[H 2 ] 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. 16. A equação de velocidade da reação é v = k [N 2 ].[H 2 ] A curva, cuja temperatura não é indicada no gráfico, pode representar uma reação realizada a 500 o C na presença de um catalisador. Gabarito: 25 ( ) 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)

6 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 a- mônia 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 (CH 4 ) e gasolina (C 8 H 18 ): I. C (s) + O 2(g) CO 2(g) kj II. CH 4(g) + 2 O 2(g) III. C 8 H 18(l) + 25/2 O 2(g) CO 2(g) + 2 H 2 O ( l) kj 8 CO 2(g) + 9 H 2 O (l) 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 CO 2 produzido. 04. O gás natural deve ser utilizado preferencialmente, pois polui menos. 08. Para produzir a mesma quantidade de energia, a quantidade de CO 2 lançada na atmosfera obedece à ordem crescente: gasolina, carvão, gás natural. 16. As equações I, II e III representam processos endotérmicos.

7 Gabarito: 07 ( ) Número de acertos: (22,96%) Grau de dificuldade previsto: Médio Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto total) Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto parcial) 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 e- quações termoquímicas, com especial atenção a aspectos como e- nergia 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 CO 2 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) + H 2 O (l) H CO 2 3(aq) H2 CO3(aq) HCO 3 (aq) + H + (aq) HCO 3(aq) CO 2 3(aq) + H + (aq) De acordo com as informações acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. CO 2 dissolvido na água do mar pode gerar CO 2 3 e HCO Os produtos de ionização do H 2 CO 3 são CO 2 3 e OH.

8 04. O aumento das concentrações de CO 2 3 e de HCO 3 aumenta a disponibilidade do CO 2 na água do mar. 08. CO 2 dissolvido diminui o ph do ambiente marinho. 16. O aumento da concentração de H + implica na elevação do ph do meio. Gabarito: 13 ( ) 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) Ao abordar a prática da maricultura como uma atividade e- conômica 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 (CO 2 ) na água do mar e, através de uma análise cuidadosa, o candidato poderia constatar que o CO 2, quando dissolvido em água, resulta num multiequilíbrio entre as espécies H 2 CO 3, HCO 3, H + e CO 2 3, 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 CO 2 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. CH 2 OH CH 2 CH 3 álcool benzílico 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.

9 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 ( ) 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) 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.

10 Questão 39 Para se determinar o conteúdo de ácido acetilsalicílico (AAS) (C 9 H 8 O 4 ) 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 concentração 0,20 mol.l 1, para reação completa. Ocorreu a seguinte transformação química: C 9 H 8 O 4(aq) + NaOH (aq) C 9 H 7 O 4 Na (aq) + H 2 O 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 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: Sn 4 + (aq) I (aq ) SnI 2(s) I 2(s) Sn 4 + (aq) + 4I (aq) SnI 2(s) + I 2(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.

11 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 apresenta um aumento nas concentrações de Sn 4 + (aq) e I (aq), e o tolueno continua incolor. 02. Em relação à situação inicial, o novo estado de equilíbrio apresenta um aumento na quantidade de SnI 2(s) e o tolueno fica vermelho. 04. Em relação à situação inicial, o novo estado de equilíbrio apresenta um aumento na quantidade de SnI 2(s) e na concentração de I, e o tolueno continua incolor. (aq) 08. Em relação à situação inicial, o novo estado de equilíbrio apresenta uma diminuição nas concentrações de Sn 4 + (aq) e I (aq), e o tolueno fica vermelho. 16. No sistema acima apresentado o Sn 4+ atua como agente oxidante e o íon I como agente redutor. Gabarito: 26 ( ) 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) 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 (I 2 ) 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 Sn 4+ (aq) e I - (aq) e um aumento na quantidade de SnI 2(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.

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