RESOLUÇÃO E COMENTÁRIOS DA PROVA DE QUÍMICA DA 2ª FASE DO VESTIBULAR – 2012 PARA INGRESSO NA UFRN- 2013 - 1 E 2013- 2.

RESOLUÇÃO E COMENTÁRIOS DA PROVA DE QUÍMICA  DA 2ª  FASE DO VESTIBULAR – 2012 PARA INGRESSO NA UFRN- 2013 - 1 E 2013- 2.

Por ( em ordem alfabética )

Evandro Brandão de Oliveira (Licenciatura em Ciências Biológicas – UPE , Licenciatura em Química – UFRN )

Gilson Queiroz (Licenciatura em Química – UFRN )

Monique Silva (Licenciatura em Química – UFRN )

“Seja como o SOL! Que não espera lucros, nem brilho, nem fama... SIMPLESMENTE BRILHA!!!! 
Peace and love LOVE IS NEW LOVE IS OLD LOVE IS YOU Peace, L♥ve, °I°llumination for everyone in this Universe.                    

Estamos certos que vocês são os melhores , Vamos provar isso, Avançando, Navegando, Dando Rumos Ótimos ao seu sucesso.

“Ensinar não é transferir conhecimento, mas, criar as possibilidades para a sua própria produção ou a sua construção.” (Paulo Freire)

A RESOLUÇÃO DE CADA FASE CONSTARÁ DO PROGRAMA DA UFRN COM SUAS HABILIDADES , COMPETÊNCIAS, COMENTÁRIOS EM CADA QUESTÃO   DO PROGRAMA

 .

Competência de área 1 - Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade.

H3 - Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas.

Competência de área 5 - Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos.

H17 - Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica.

Competência de área 7 - Apropriar-se de conhecimentos da Química para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.

H24 - Utilizar códigos e nomenclatura da Química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas.

H25 - Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção.

Questão 5

Na história da Química, um dos estudos mais significativos foi desenvolvido pelo químico alemão Fritz Haber para a obtenção da amônia (NH₃). Essa substância é estrategicamente importante para outros processos da indústria química assim como para a produção de fertilizantes. O processo foi aperfeiçoado posteriormente por Carl Bosch. A importância dessas pesquisas valeu a Haber, em 1918, e a Bosch, em 1931, o Prêmio Nobel de Química. O processo de obtenção da amônia na indústria se realiza a partir da reação do H₂(g) com o N₂(g), mostrada através da equação a seguir: 

3H₂(g) + N₂(g) <è2NH₃(g); ΔG⁰ = -16,45 KJ/mol; ΔH⁰ << 1; Kp < 1; P = 1 atm; T = 298,15 K

Para que esse processo ocorra e seja economicamente viável, os pesquisadores mostraram que deve acontecer a altas temperaturas, a alta pressão de forma tal a compensar o efeito da temperatura, e na presença de um catalisador por ter alto valor a energia de ativação da etapa lenta do mecanismo da reação, se comparada com outras reações nessas condições. Considerando essa situação,

A)    qual o significado de ΔG⁰ = -16,45 KJ/mol, de Kp < 1 e do valor da energia de ativação observado na etapa informada?

 Esse  ΔG⁰    significa a energia livre ou de Gibbs, sendo esse valor de ΔG⁰  negativo indica que o processo é espontâneo, a 1 atm e 298,15 K.

Já no caso do K_p temos a representação da constante de equilíbrio de pressão parcial,  através do valor da constante de equilíbrio, é possível obter a relação dos reagentes e produtos, assim,  a Kp < 1  significa que  a concentração dos reagentes é maior que a dos produtos (baixo rendimento da reação).  E a elevada energia de ativação demonstra a alta temperatura em ocorreu a reação, portanto,

B) por que, para compreender se uma reação química acontece na prática, é importante conhecer os valores dos parâmetros ΔG⁰, de Kp e o da energia de ativação?

Conhecendo  os valores de ΔG⁰    indica se a reação ocorre de forma espontânea (∆G < 0) ou não espontânea (∆G > 0).No caso do constante de equilíbrio temos a indicação da pressão parcial exercida por cada substância gasosa no processo em equilíbrio, isto é , indica, no caso da reação ser reversível, o sentido em  que a reação ocorre (direto ou inverso) e quando falamos em relação energia de ativação representa diretamente a velocidade da ocorrência da reação química e se ocorre uma não a necessidade de um catalisador, portanto,  a energia de ativação indica se a energia do sistema é  suficiente para o reagente atingir o complexo ativado (início da reação).

C) para produzir diariamente oito toneladas de amônia, qual a quantidade necessária de hidrogênio, considerando-se que se dispõe de quantidade suficiente de nitrogênio?

3H₂(g) + N₂(g) <è2NH₃(g)

6g de H₂ ---------- 34g de NH₃

 X       ------------- 8 x 10 ⁶  g  de NH₃

              Temos que, X = 1,41 x 10 ⁶  g   ou  1,41  Ton de H₂   (essa será a quantidade necessária)

Comentário: Uma questão com uma abordagem tradicional, nível  médio. O candidato deveria relatar de forma clara e objetiva os conceitos  fundamentais sobre tipo de reação , origem do processo e detalhes básicos sobre a energia do processo e sua ocorrência. Envolvendo uma matemática interpretativa ( estequiometria ) para encontrar a solução da questão da letra c.

Competência de área 1 - Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade.

H4 - Avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da vida humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da biodiversidade.

Competência de área 2 - Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos.

H7 - Selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios para a comparação de materiais e produtos, tendo em vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou a qualidade de vida

Competência de área 3 - Associar intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos produtivos e sociais e a instrumentos ou ações científico-tecnológicos.

 H8 - Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos.

 .  H10 - Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou) destino dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais.

 .

 H12 - Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de atividades sociais ou econômicas, considerando interesses contraditórios.

Competência de área 5 - Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos.

  H18 - Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam.

 H19 - Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental.

Competência de área 7 - Apropriar-se de conhecimentos da Química para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.

  H24 - Utilizar códigos e nomenclatura da Química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas.

 H25 - Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção.

H26 - Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses processos.

 H27 - Avaliar propostas de intervenção no meio ambiente aplicando conhecimentos químicos e observando riscos ou benefícios.

Questão 6

Os vidros são materiais conhecidos desde a antiguidade e têm um tempo de degradabilidade de mais de mil anos. Sua importância, nas diferentes esferas da vida, relaciona-se com suas propriedades, pois são materiais que podem ser reutilizados e infinitamente reciclados sem perder suas propriedades. Na produção de vidros, a matéria prima principal é o óxido de silício ou sílica (SiO₂), um sólido cristalino que forma uma rede atômica contínua ou um macrocristal obtido pela extração convencional de areia. O SiO₂ apresenta elevada temperatura de fusão, que varia entre 1700 e 1800*C. Considerando esses valores de temperatura, no processo de produção do vidro com sílica pura, seria inviável não adicionar óxidos de sódio e de potássio, que atuam como fundentes (diminuem a temperatura de fusão). Na produção de vidro, outra matéria prima usada é o feldspato, um mineral constituído por aluminosilicato duplo de sódio e potássio (KNa(AlSi3O₈)) que, ao se decompor, produz os óxidos de potássio, de sódio, de alumínio, e também sílica. Um processo para a obtenção do vidro consiste na fusão desses materiais, seguido do Banho Float, no qual a massa é derramada em uma piscina de estanho líquido, em um processo contínuo. Devido às diferenças de densidade entre os materiais, o vidro flutua sobre o estanho, ocorrendo um paralelismo entre as duas superfícies. A partir desse ponto, é determinada a espessura do vidro. A seguir, na galeria de recozimento, a folha de vidro será resfriada controladamente até aproximadamente 120ºC e, então, preparada para o corte. Antes de ser cortada, a folha de vidro é inspecionada por um equipamento chamado "scanner", que utiliza um feixe de raio laser para identificar eventuais falhas no produto. O corte é realizado em processo automático e em dimensões pré-programadas e, depois disso, o vidro é armazenado.

A)Identifique, na obtenção do vidro, um processo que não é considerado processo químico. Justifique.

Fenômeno físico é toda transformação da matéria que ocorre sem a formação de novas substâncias então temos como exemplo na obtenção do vidro,  o banho float  que devido à diferença de densidade entre os materiais, o vidro flutua sobre o estanho, ocorrendo um paralelismo entre as duas superfícies, portanto,  não altera a composição nem as propriedades químicas das substâncias

Ou

Pelos mesmos motivos,,  o recozimento onde será resfriada controladamente até aproximadamente 120ºC e, então, preparada para o recorte. E o corte do vidro,"scanner", que utiliza um feixe de raio laser para identificar eventuais falhas no produto e a  fusão ,o  ponto de fusão, ou seja, a temperatura à qual a mistura passa do estado sólido ao líquido muito viscoso.

B) Escreva as fórmulas químicas do óxido de sódio e do óxido de alumínio, matérias primas usadas na produção do vidro.

Temos a Fórmula para o Óxido de sódio Na₂O e para o Óxido de Alumínio Al₂O₃

C) Por que a reciclagem do vidro pode ser considerada um processo químico sustentável que beneficia o meio ambiente?

Bem, por apresentar uma degradabilidade de mais de mil anos é importante reciclar o vidro devido ele prejudicar o meio ambiente. O vidro, se descartado no ambiente não o polui, uma vez que seu material é inerte (não se degrada, não se desfaz). Mas se considerado o volume nos aterros sanitários, temos que concordar que o vidro é o campeão em entulhos, até por que não pode ser compactado como o papel, se feito isso se transforma em perigosos cacos cortantes. Resultado: o vidro pode se acumular no ambiente ao ponto de não ter espaço suficiente para comportá-lo, é o que ocorre em países que não tem planejamento.  Um quilo de vidro quebrado dá origem a exatamente um quilo de vidro novo, e a maior vantagem é que o vidro pode ser reciclado infinitas vezes. O vidro comum funde a uma temperatura entre 1000 ⁰  C e 1200 ⁰  C, enquanto que a temperatura de fusão da fabricação do vidro, a partir dos minérios, ocorre entre  entre 1700 e 1800 ⁰ C.  Nota-se assim que a fabricação do vidro a partir dos cacos economiza energia gasta na extração, beneficiamento e transporte dos minérios não utilizados. Assim, fazendo esse processo de reciclagem garante o aproveitamento do vidro, beneficiando tanto o meio ambiente como também a sociedade de forma sustentável.

Comentário: Uma questão com uma abordagem ambiental, nível  médio. O candidato deveria conhecer as propriedades da matéria e seus processos físicos, químicos e ambientais. Conhecer o básico de química sobre a fórmula mínima do composto e descrever a importância da reciclagem para o Planeta. Citamos essa bibliografia muito boa sobre o vidro para aumentar o conhecimento e tirar dúvidas sobre o vidro.  

Comentários gerais

O vidro apresenta uma altíssima taxa de reaproveitamento e reciclagem, tanto na reciclagem tradicional, quanto nas novas formas que estão sendo propostas. Sendo assim, cabe a nós o desenvolvimento de técnicas que otimizem e viabilizem cada vez mais estes processos.

Bibliografia

MEYER, C. Students Turn Glass to Concrete for Science Prize. http://www.columbia.edu/cu/pr/18929a.html, 12/01/98.
MEYER, C. 'Glascrete' Will Recycle Waste, Says Engineer. http://www.columbia.edu/cu/record/record2020.17.html, 12/01/98.
REINDL, J. Reuse/recycling of glass cullet from non-container uses. Madison: Dane County Department of Public Works, 1998, 95 p. (mimeografado)
VAN VLACK, L. H. Propriedades dos materiais cerâmicos. São Paulo: Edgard Blücher, 1973, 7ªedição, p. 55-67
NEVILLE, ADAM M. Propriedades do concreto. São Paulo: PINI, 1982, 2ªedição, p.149-153.
HILL, E. D. Alkali limits for prevention of alkali-silica reaction: a brief review of their development. Cement, Concrete and Aggregates. ASTM, vol.18, nº1 june 1996 p.3-7
DOREMUS, R. H. Glass Science, Nova Iorque: Wiley, 1994, 2ª edição, 339 páginas.
Bauer, L. A . Falcão. Materiais de Construção. Rio de Janeiro : LTC – Livros Técnicos e Científicos, 1994, 5ª ed. Vol. 1, p. 49. 
Maupin, G. W. Effect of Glass Concentration on Stripping of Glasphalt - Final Report. Virginia Transportation Research Council. Charlottesville, Virginia. 1998, 11 páginas.
BARSA, Enciclopédia. Rio de Janeiro: Encyclopaedia Britannica Consultoria Editorial LTDA. Vol. 15 p. 410 – 420
RECICLOTECA - Centro de Informações sobre Reciclagem e Meio Ambiente. Conheça sua embalagem: a embalagem de vidro. Informativo Recicloteca nº 3, p. 6, 1997.

Links relacionados

http://www.recicloteca.org.br
http://www.britglass.co.uk/recycling/
http://www.abividro.org.br/index.html/reci.html#texto
http://www.abividro.org.br/index.html/

Competência de área 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade.

H3 – Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas.

Competência de área 7 – Apropriar-se de conhecimentos da química para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.

H24 – Utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas.

H25 – Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção.

Questão 7

O consumo de álcool etílico (etanol) como bebida social está associado aos efeitos neurológicos de desinibição, euforia, bem-estar e alívio da dor, entre outros. Mas o etanol (CH3CH2OH) é, na realidade, uma droga depressora do sistema nervoso central que interfere em várias funções fisiológicas e pode provocar danos irreparáveis à saúde. Quando metabolizado pelo fígado, oxida-se a etanal, composto extremamente tóxico para o organismo e o principal causador dos sintomas da ressaca, como dores de cabeça, náuseas e mal-estar generalizado. Em média, a presença do etanol no sangue pode ser detectada 5 minutos após o consumo do álcool, e a concentração máxima no sangue é atingida de 30 a 90 minutos após a sua ingestão.

No quadro a seguir, observa-se a relação entre a concentração de etanol no sangue e os comportamentos e sintomas apresentados por uma pessoa alcoolizada.

Um perito deve emitir um laudo do estado de um motorista que provocou um acidente de automóvel após ter ingerido álcool. No laudo, deve informar o estado do motorista devido à ingestão de álcool. Nos resultados das análises, um laboratório informa ter encontrado, no sangue do motorista, uma quantidade de 0,065 mol/L de etanol.

A)Nesse caso, o que o perito deve escrever no laudo em relação ao possível comportamento do motorista? Justifique sua resposta com base no cálculo da massa de álcool no sangue do motorista.

Ao verificarmos que a Massa Molar do Etanol é 46g/mol

Temos que;

1mol de Etanol ----------- 46g de Etanol

0,065 mol de Etanol -------- X                                     Temos que X= 2,99g de Etanol.

Então, baseado nos dados da tabela o perito vai descrever a situação do motorista como Confuso, com sinais de tontura, perda de sensibilidade e fala embolada.

B) Escreva a fórmula química do etanal. A qual função química pertence esse composto?

Esse composto pertence a função química Aldeído.

C) Escreva a equação química que corresponde à oxidação do etanol para etanal pela ação do oxigênio, em solução aquosa, a partir da qual se forma também água.

 2CH₃CH₂OH(aq) + O₂(g) →  2CH₃CHO(aq) + 2H₂O(l)

Comentário: Uma questão com uma abordagem social, nível  fácil. O candidato deveria usar a matemática ( estequiometria ) para obtenção da resposta  e observar a tabela ,escrever uma fórmula estrutural e montar uma equação química. Conhecer o básico de  química nessa questão de abordagem social em virtude dos problemas gerados pela ingestão do etanol

Competência de área 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade.

H3 – Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas.

Competência de área 7 – Apropriar-se de conhecimentos da química para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.

H24 – Utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas.

Questão 8

A Lei Periódica e sua representação gráfica, a Tabela Periódica, são dois conhecimentos essenciais para a química e para os químicos. D. Mendeleev (1834-1907), em meados do século XIX, organizou os elementos conhecidos nessa época, aproximadamente 60, em ordem crescente de seus pesos atômicos, segundo as propriedades semelhantes, um abaixo do outro. Nessa organização, alguns espaços ficaram em branco, pois não eram conhecidos todos os elementos em questão, e Mendeleev previu a existência do elemento hoje conhecido como Germânio, o qual chamou de ekasilício, por estar na mesma coluna do silício. Posteriormente, esse elemento foi descoberto e suas propriedades coincidiram com as previstas por Mendeleev.

Hoje, a Tabela Periódica se organiza em função das estruturas atômicas dos átomos.

A)Explique o que significa periodicidade no agrupamento dos elementos na Tabela Periódica.

A periodicidade vem devido a repetição das propriedades de intervalos em intervalos.E esses elementos são organizados sequencialmente em ordem crescente de número atômico,sendo neste caso observada uma repetição periódica como também as suas propriedades químicas e físicas, isto é, as propriedades se repetem de período em período ou ainda que, elas crescem ou decrescem em um período.

B) Como se explica o fato de Mendeleev poder prever as propriedades de um elemento desconhecido na sua época?

Quando Mendeleev agrupou os elementos em ordem crescente de suas massas atômicos no grupo ou seja, colunas da tabela periódica que apresentavam propriedades semelhantes.Ele pode a partir daí prevê os futuros elementos químicos que poderia ocupar os espaços em aberto deixado na tabela. Por que em uma mesma família (grupo) os elementos apresentam propriedades químicas semelhantes.

C) Represente a distribuição eletrônica por níveis e subníveis para o átomo do elemento cloro.

Então temos para o Elemento Cloro a seguinte distribuição;

 ₁₇ Cl =   1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

              K = 2, L = 8, M = 7

Comentário: Uma questão com uma abordagem histórica, nível  médio. O candidato deveria compreender como e o porquê ocorreu a diagramação do modelo periódico dos elementos químicos em forma de tabela. E mais uma questão básica de química na letra b, com distribuição eletrônica por níveis e subníveis para um átomo.

Comentário geral da Prova:

          Um prova DE NÍVEL BÁSICO para MÉDIO. O programa foi amplamente contemplado em todos os seus tópicos  básicos  e  tradicional,  de acordo   com  proposta da LDB com  uma abordagem filosófica baseada na nova programação implantada pela Banca Examinadora  , trazendo para os candidatos e os docentes uma  visão no ensino-aprendizagem interpretativa, fazendo a educação um “ATO DE TRANSFORMAR”.   A verdadeira revolução é a REVOLUÇÃO da consciência e o vestibular da UFRN tem conseguido mudar para melhor. Desenvolvendo o SENSO CRÍTICO DO CANDIDATO. Parabenizo a Banca da UFRN que prioriza a qualidade da prova de Química nesse último vestibular elaborado pela BANCA DA COMPERVE- UFRN.