ENEM 2003 e 2004 parte 5 QUESTÕES COMENTADAS Ciências da Natureza e suas tecnologias Caro estudante, Trazemos para você as questões das disciplinas de Química, Física e Biologia das provas do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) dos anos de 2003 e 2004, do chamado antigo ENEM. Naquela época, as questões não estavam agrupadas nas quatro provas temáticas como atualmente, variando bastante a proporção das questões de humanas, científicas, de linguagens e de matemática a cada ano. Por isso, para esses dois anos, consideramos melhor juntar as questões científicas em uma mesma publicação. Bom aprendizado! Educar Brasil. QUESTÃO 28 (Enem 2004) Nas recentes expedições espaciais que chegaram ao solo de Marte, e através dos sinais fornecidos por diferentes sondas e formas de análise, vem sendo investigada a possibilidade da existência de água naquele planeta. A motivação principal dessas investigações, que ocupam frequentemente o noticiário sobre Marte, deve-se ao fato de que a presença de água indicaria, naquele planeta, a) a existência de um solo rico em nutrientes e com potencial para a agricultura. b) a existência de ventos, com possibilidade de erosão e formação de canais. c) a possibilidade de existir ou ter existido alguma forma de vida semelhante à da Terra. d) a possibilidade de extração de água visando ao seu aproveitamento futuro na Terra. e) a viabilidade, em futuro próximo, do estabelecimento de colônias humanas em Marte. A presença de água não está relacionada à presença de nutrientes. A água em si, pura, não é um nutriente, embora a maioria dos nutrientes não possa ser absorvida pelos organismos sem o meio aquoso para dissolvêlos. A presença ou ausência de água também não está relacionada ao fenômeno dos ventos. Os ventos ocorrem pela variação da pressão, temperatura e densidade das diversas camadas da atmosfera e regiões do planeta. Se há gases de qualquer tipo em um planeta, provavelmente haverá ventos; pois, quando o Sol aquece uma região do planeta, outra ficará na sombra, provocando diferenças de pressão. A possibilidade de retirar água de um planeta vizinho para transportá-la para a Terra é descabida. Mais barato e simples seria a purificação da água salgada, que temos em abundância. A possibilidade de se estabelecer colônias humanas em Marte existe, sim, mas não para um futuro próximo; pois, as tecnologias para as viagens espaciais longas, com grandes populações, e com vistas a se estabelecer em definitivo em um planeta diferente da Terra, ainda nos são muito distantes. Mas, a vida, pelo menos na forma em que a conhecemos, só pode existir e evoluir onde houver água líquida, temperatura, nutrientes e acidez adequados, dentre outros fatores. Além disso, as reações químicas catalisadas por enzimas ocorrem somente em meio aquoso ou em meio coloidal. Grau de dificuldade Fácil. O estudante perceberá, usando de bom senso e lógica, que a resposta correta deve ser realista, mais de acordo com a realidade científica e tecnológica atuais, no máximo projetando perspectivas para daqui a
algumas décadas; mas sem extrapolar para previsões que estão mais para o campo da ficção científica do que para a realidade imediata. Isso não quer dizer que os progressos previstos pela ficção científica não váo ser alcançados um dia, mas o objetivo dos cientistas está, antes, para a descoberta das condições climáticas do planeta, de conhecer seu passado, para depois especular sobre o futuro mais distante. c) a possibilidade de existir ou ter existido alguma forma de vida semelhante à da Terra. QUESTÃO 29 (Enem 2004) Algumas doenças que, durante várias décadas do século XX, foram responsáveis pelas maiores percentagens das mortes no Brasil, não são mais significativas neste início do século XXI. No entanto, aumentou o percentual de mortalidade devida a outras doenças, conforme se pode observar no diagrama: No período considerado no diagrama, deixaram de ser predominantes, como causas de morte, as doenças a) infecto-parasitárias, eliminadas pelo êxodo rural que ocorreu entre 1930 e 1940. b) infecto-parasitárias, reduzidas por maior saneamento básico, vacinas e antibióticos. c) digestivas, combatidas pelas vacinas, vermífugos, novos tratamentos e cirurgias. d) digestivas, evitadas graças à melhoria do padrão alimentar do brasileiro. e) respiratórias, contidas pelo melhor controle da qualidade do ar nas grandes cidades. É inegável que houve no Brasil um grande avanço tecnológico proporcionado pela ampliação dos serviços de saneamento básico, embora ainda haja grande percentual da população sem esse serviço, em especial as de regiões e comunidades mais carentes. O avanço dos procedimentos de vacinação e do uso de antibióticos, bem como de outras formas de medicina preventiva, contribuiu expressivamente para o declínio das doenças infecto-contagiosas, em especial da segunda metade do século XX para o século atual. Com esse progresso, a população em geral alcançou uma maior expectativa média de vida, e outras doenças típicas de idades mais avançadas sofreram um acréscimo percentual significativo, como os males de Parkinson, Alseimer, escleroses, derrames cerebrais, infartos etc. Grau de dificuldade Médio. O gráfico fornecido pela questão não contém a legenda das doenças que representa, dificultando a interpretação do estudante e a dedução da resposta correta. Embora não seja uma questão difícil, o estudante deverá usar de muito bom senso para não se deixar confundir pelos distratores das opções falsas, como, por exemplo, as opções c e d, que parecem verdadeiras. b) infecto-parasitárias, reduzidas por maior saneamento básico, vacinas e antibióticos.
QUESTÃO 30 (Enem 2004) Há estudos que apontam razões econômicas e ambientais para que o gás natural possa vir a tornar-se, ao longo deste século, a principal fonte de energia em lugar do petróleo. Justifica-se essa previsão, entre outros motivos, porque o gás natural a) além de muito abundante na natureza é um combustível renovável. b) tem novas jazidas sendo exploradas e é menos poluente que o petróleo. c) vem sendo produzido com sucesso a partir do carvão mineral. d) pode ser renovado em escala de tempo muito inferior à do petróleo. e) não produz CO2 em sua queima, impedindo o efeito estufa. Essa questão possui, em nossa opinião, alguns problemas em sua formulação, dando margem a várias interpretações e possibilitando mais de uma resposta aceitável. Vejamos: O gás natural é constituído principalmente de gás metano (CH 4) fóssil, ou seja, é obtido principalmente a partir das mesmas jazidas ou poços de onde é retirado o petróleo. No entanto, o gás metano em geral também é produto da decomposição de diversos materiais orgânicos, podendo ser obtido do lixo, do esterco, de pântanos etc. Por exemplo, vários estudos práticos interessantes já foram feitos e colocados em prática para o aproveitamento do biogás produzido por biodigestores à base de lixo orgânico e esterco de gado, para a queima e utilização em geradores elétricos, capazes de fornecer energia para pequenas comunidades rurais, com alto grau de auto-suficiência. Certamente o biogás é mais natural do que o chamado gás natural, que é derivado do petróleo, embora a composição química seja semelhante. Assim, se considerarmos o gás metano (CH 4) de forma mais geral, não restrito ao gás natural, podemos considerá-lo como combustível renovável. Mas, de modo restrito, o metano do gás natural não é renovável, mas, sim, de origem fóssil. É verdade que a queima do metano é menos poluente que os outros derivados do petróleo. Isso acontece porque, estando no estado gasoso, a mistura dos gases oxigênio (O 2) e metano (CH 4) fica mais fácil e mais homogênea do que a pulverização dos combustíveis líquidos como a da gasolina, por exemplo, facilitando a combustão completa e aumentando o percentual de produção de dióxido de carbono (CO 2) ao invés de produzir certa quantidade de monóxido de carbono (CO), que é tóxico. Além disso, como o metano tem apenas um carbono em sua molécula, então, certamente produz menos dióxido de carbono na sua queima do que a queima dos outros combustíveis, mesmo considerando a mesma quantidade de energia produzida. Mas, isso não quer dizer que ele não produza esse o dióxido na sua queima. Pior, isso não quer dizer que esse dióxido de carbono seja ecológico ou natural, pois continua sendo fóssil. Comparando o metano (CH 4) do gás natural com o etanol (C 2H 6O), este último promete muito mais em termos ecológicos, pois não é de origem fóssil e é totalmente renovável, já que seu carbono esteve na atmosfera meses antes, tendo sido fixado na forma de açúcar pela fotossíntese da cana-de-açúcar na safra anterior e depois fermentado para a formação do álcool. Concluindo, se o estudante considerar o metano (CH 4) em sentido mais amplo, além das fronteiras do chamado gás natural, poderá considerar como respostas aceitáveis as opções a, b e d. Mas, se considerarmos que a questão se refere ao sentido mais restrito, apenas sobre o gás natural, a validação da questão continua difícil. O enunciado afirma que há razões econômicas e ambientais para que o gás natural possa vir a tornar-se, ao longo deste século, a principal fonte de energia em lugar do petróleo, sem especificar em quais países, situações, e para qual tipo de energia produzida o gás natural se destina. Ou seja, o enunciado considera esse combustível fóssil como mais ecológico do que os biocombustíveis, que a energia solar, que a energia eólica e outras fontes renováveis. Lembrando que as principais jazidas de gás natural são basicamente as mesmas do petróleo, a questão deveria, sim, ter sido anulada. Grau de dificuldade Difícil, por conter problemas de elaboração.
A possibilidade de várias interpretações dificulta bastante o acerto da questão por parte do estudante, que é obrigado, primeiramente, a aceitar o enunciado como verdadeiro, para, em seguida, tentar deduzir a resposta correta ou, melhor dizendo, a mais coerente com o enunciado. (oficial) b) tem novas jazidas sendo exploradas e é menos poluente que o petróleo. QUESTÃO 31 (Enem 2004) As previsões de que, em poucas décadas, a produção mundial de petróleo possa vir a cair têm gerado preocupação, dado seu caráter estratégico. Por essa razão, em especial no setor de transportes, intensificou-se a busca por alternativas para a substituição do petróleo por combustíveis renováveis. Nesse sentido, além da utilização de álcool, vem se propondo, no Brasil, ainda que de forma experimental, a) a mistura de percentuais de gasolina cada vez maiores no álcool. b) a extração de óleos de madeira para sua conversão em gás natural. c) o desenvolvimento de tecnologias para a produção de biodiesel. d) a utilização de veículos com motores movidos a gás do carvão mineral. e) a substituição da gasolina e do diesel pelo gás natural. Recomendamos ao estudante que compare essa questão com a anterior. Embora estando na mesma prova, elas praticamente entram em contradição em seus enunciados. Enquanto a anterior afirma que o gás natural substituirá o petróleo, a questão atual indica a necessidade de produzir combustíveis renováveis. Ora, como comentamos sobre os combustíveis fósseis, o gás natural só é renovável em uma escala de milhões de anos, além de ser obtido das mesmas jazidas e poços de onde é extraído o petróleo! Em outras palavras, o petróleo vai acabar um dia, provavelmente em menos de dois séculos, e, junto com ele, o metano fóssil ; como, aliás, deveríamos mais corretamente chamar o gás natural. O Brasil é um dos poucos países a desenvolver com sucesso uma alternativa viável para o petróleo, com a produção de etanol em larga escala, além de, paralelamente, incentivar a adaptação dos motores dos carros para esse combustível, chegando mais recentemente aos motores flex, capazes de funcionar tanto com gasolina quanto com álcool, ou com as misturas variadas de ambos. O etanol está na categoria dos biocombustíveis ; ou seja, é renovável, pelo simples fato de que a cana-deaçúcar poder ser replantada, armazenando a energia solar na forma de energia química. Assim, o programa do etanol brasileiro precisa ser defendido por todos os cidadãos, pela sociedade brasileira como um todo, da mesma forma ou até de forma mais veemente, como já se defendeu e se defende a Petrobrás. Apesar de o etanol ser um biocombustível, não é um biodiesel, uma vez que não possui propriedades semelhantes às dos óleos. Os óleos vegetais como os de mamona, de babaçu, de girassol, de soja etc, podem sofrer modificações químicas que diminuem o tamanho de suas cadeias carbônicas, para, só então, serem misturados ao diesel do petróleo e fazer funcionar os motores a diesel, como os dos ônibus e caminhões. Isso já acontece atualmente no Brasil, com a mistura de 5% de biodiesel ao diesel de petróleo. De forma semelhante, toda a gasolina produzida no Brasil é comercializada com a mistura de 25% de etanol (desde abril de 2014), mas esse percentual costuma sofrer algumas variações entre 20 e 25%, dependendo do preço do etanol e da produção do setor alcooleiro. No futuro, dependendo das decisões políticas e de mercado, os óleos vegetais poderão ser utilizados sem misturas com o diesel do petróleo, tornando esses veículos totalmente ecológicos, sem a queima de combustíveis fósseis. Grau de dificuldade Médio.
A questão possui alguns distratores que podem confundir o estudante, principalmente depois de ele fazer a questão anterior, que possui alguns problemas de elaboração como a defesa do gás natural como a melhor alternativa ao petróleo, por razoes económicas e ambientais. Os biocombustíveis e, dentre eles, o biodiesel são as alternativas corretas para responder a questão. Como a questão não menciona o etanol, a alternativa correta é a que fala do biodiesel. c) o desenvolvimento de tecnologias para a produção de biodiesel. QUESTÃO 32 (Enem 2004) Em setembro de 1998, cerca de 10.000 toneladas de ácido sulfúrico (H2SO4) foram derramadas pelo navio Bahamas no litoral do Rio Grande do Sul. Para minimizar o impacto ambiental de um desastre desse tipo, é preciso neutralizar a acidez resultante. Para isso pode-se, por exemplo, lançar calcário, minério rico em carbonato de cálcio (CaCO3), na região atingida. A equação química que representa a neutralização do H2SO4 por CaCO3, com a proporção aproximada entre as massas dessas substâncias é: H2SO4 CaCO3 CaSO4 H2O CO2 1 tonelada 1 tonelada sólido gás reage com se dimentado Pode-se avaliar o esforço de mobilização que deveria ser empreendido para enfrentar tal situação, estimando a quantidade de caminhões necessária para carregar o material neutralizante. Para transportar certo calcário que tem 80% de CaCO3, esse número de caminhões, cada um com carga de 30 toneladas, seria próximo de a) 100. b) 200. c) 300. d) 400. e) 500. A partir da equação balanceada e dos dados do enunciado, temos as relações de massa entre os dois reagentes: 1 H 2SO 4 + 1 CaCO 3 CaSO 4 + H 2O + CO 2 1 mol = 98g 1 mol = 100g REGRA DE TRÊS I (Calculando as toneladas de carbonato de cálcio necessárias): (Aprox.) 1t 1t 10.000 t X. 0,8 (para deduzir os 20% de impurezas) X = 12.500t de carbonato de cálcio REGRA DE TRÊS II (Calculando a quantidade de caminhões necessária para o transporte): 30t 1 caminhão 12.500t X Grau de dificuldade Difícil. X = 416,7 caminhões ou 400 caminhões, aproximadamente.
Questões de cálculo, principalmente em etapas, demandam mais concentração para armar o raciocínio e mais tempo de resposta, também por causa das operações matemáticas feitas sem o uso de calculadora. d) 400. QUESTÃO 33 (Enem 2004) Ferramentas de aço podem sofrer corrosão e enferrujar. As etapas químicas que correspondem a esses processos podem ser representadas pelas equações: 1 Fe H2O O 2 Fe OH 2 2 1 1 Fe OH H2O O 2 Fe 2 OH 2 4 3 Fe OH nh 3 2O Fe OH.nH 3 2O ferrugem Uma forma de tornar mais lento esse processo de corrosão e formação de ferrugem é engraxar as ferramentas. Isso se justifica porque a graxa proporciona a) lubrificação, evitando o contato entre as ferramentas. b) impermeabilização, diminuindo seu contato com o ar úmido. c) isolamento térmico, protegendo-as do calor ambiente. d) galvanização, criando superfícies metálicas imunes. e) polimento, evitando ranhuras nas superfícies. Existem várias maneiras de evitar a corrosão do ferro metálico. A mais utilizada é a pintura da peça, mas isso não é possível para a conservação de ferramentas, pois a tinta descascaria com o atrito com outros materiais, durante seu uso. Outro método é o uso de eletrodos de sacrifício, que utiliza metais que oxidam mais facilmente que o ferro, ligados ao ferro por meio de um fio ou soldados nele, da mesma forma como as placas de magnésio (Mg) usadas para evitar a corrosão dos cascos de navios. Essa alternativa não é prática para o caso de ferramentas, necessitando de uma placa para cada uma ou ligá-las todas por um mesmo fio. A galvanização é uma maneira de cobrir o ferro eletroliticamente com outro metal, geralmente zinco (Zn), usando uma solução de zinco iônico (Zn 2+ ) que, por passagem de corrente elétrica no ferro, ganha elétrons no contato com o ferro, formando zinco metálico (Znº), cobrindo o ferro. Mas, essa providência deveria ser feita na escolha do material para a fabricação da ferramenta, segundo suas funções e propriedades de trabalho exigidas. No caso do uso da graxa, há uma lubrificação de engrenagens, quando existem, e uma impermeabilização do metal, que impede o contato do metal com o ar úmido, ou seja, com a água (H 2O) e com o oxigênio (O 2) do ar, reagentes na reação de oxidação. Assim, a formação do hidróxido de ferro II, Fe(OH) 2, e do hidróxido de ferro III, Fe(OH) 3, é dificultada, evitando a formação da ferrugem. Grau de dificuldade Fácil. O estudante atento não terá dificuldades de acertar a questão, usando de bom senso e das informações dadas nas equações químicas. b) impermeabilização, diminuindo seu contato com o ar úmido. QUESTÃO 34
(Enem 2004) Na fabricação de qualquer objeto metálico, seja um parafuso, uma panela, uma joia, um carro ou um foguete, a metalurgia está presente na extração de metais a partir dos minérios correspondentes, na sua transformação e sua moldagem. Muitos dos processos metalúrgicos atuais têm em sua base conhecimentos desenvolvidos há milhares de anos, como mostra o quadro: Milênio antes de Cristo quinto milênio a.c. quarto milênio a.c. terceiro milênio a.c. segundo milênio a.c. primeiro milênio a.c. Métodos de extração e operação Conhecimento do ouro e do cobre nativos; Conhecimento da prata e das ligas de ouro e prata; Obtenção do cobre e chumbo a partir de seus minérios; Técnicas de fundição. Obtenção do estanho a partir do minério; Uso do bronze. Introdução do fole e aumento da temperatura de queima; Início do uso do ferro. Obtenção do mercúrio e dos almágamas; Cunhagem de moedas. Podemos observar que a extração e o uso de diferentes metais ocorreram a partir de diferentes épocas. Uma das razões para que a extração e o uso do ferro tenham ocorrido após a do cobre ou estanho é a) a inexistência do uso de fogo que permitisse sua moldagem. b) a necessidade de temperaturas mais elevadas para sua extração e moldagem. c) o desconhecimento de técnicas para a extração de metais a partir de minérios. d) a necessidade do uso do cobre na fabricação do ferro. e) seu emprego na cunhagem de moedas, em substituição ao ouro. Interpretando a tabela do enunciado, vemos que o início do uso do ferro foi precedido pelo uso do fole, que permitiu soprar mais ar e, portanto, adicionar mais oxigênio (O 2) no interior do forno. Com mais concentração de oxigênio, há a queima mais rápida do carvão utilizado para aquecer o forno e, consequentemente, o aumento da temperatura interna. Regiões de diferentes temperaturas no interior do alto forno. Disponível (acesso: 11.01.2014): http://commons.wikimedia.org/wiki/file:hochofenprozess1.svg?uselang=pt Com um forno mais quente, foi possível atingir temperaturas mais altas, permitindo a reação do minério de ferro (hematita, óxido de ferro, Fe 2O 3) com o gás monóxido de carbono (CO) que é liberado pelo carvão em brasa (carbono, C) para a formação do ferro metálico, segundo a equação geral: Fe2O3(s) + 3 CO(g) 2 Fe(l) + 3CO2(g) A temperatura no interior do alto forno varia de 200ºC a 2000ºC, em diferentes regiões e etapas da reação. Mas, como o ferro é obtido no estado líquido e a temperatura de fusão do ferro é de 1538ºC, a capacidade de aquecer o forno precisa ser muito alta. Até mesmo a forja e moldagem do ferro, que permite fabricar ferramentas, espadas, ferraduras, pregos e diversos utensílios necessita de elevadas temperaturas para deixá-lo incandescente e maleável à ação das marretadas do ferreiro.
A temperatura de fusão do ferro é bem mais alta que as dos outros metais que o precederam na história da tecnologia humana. Observe a tabela: Metal Ponto de fusão Mercúrio (Hg) Estanho (Sn) Chumbo (Pb) Prata (Ag) Ouro (Au) Cobre (Cu) Ferro (Fe) -38,83ºC 232ºC 327ºC 961,78ºC 1064,18ºC 1084,62ºC 1538ºC Grau de dificuldade Fácil. As informações contidas na tabela e no enunciado da questão são suficientes para que o estudante atento acerte a questão. b) a necessidade de temperaturas mais elevadas para sua extração e moldagem.