Questões comentadas ENEM 2010 – Parte 6 Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Caro estudante, Trazemos para você todas as questões de “Ciências da Natureza e suas tecnologias” das duas provas do ENEM aplicadas em 2010; ao todo, portanto, são noventa questões! É uma ótima oportunidade para você rever seus conhecimentos e se preparar melhor. Acompanhe os comentários e resoluções! Bom aprendizado!

QUESTÃO 51 O crescimento da produção de energia elétrica ao longo do tempo tem influenciado decisivamente o progresso da humanidade, mas também tem criado uma séria preocupação: o prejuízo ao meio ambiente. Nos próximos anos, uma nova tecnologia de geração de energia elétrica deverá ganhar espaço: as células a combustível hidrogênio/oxigênio.

VILLULLAS, H.M; TICIANELLI, E. A; GONZÁLEZ, E.R.

Química Nova na Escola. N.º 15, maio 2002.

Com base no texto e na figura, a produção de energia elétrica por meio da célula a combustível hidrogênio/oxigênio diferencia-se dos processos convencionais porque (A) transforma energia química em energia elétrica, sem causar danos ao meio ambiente, porque o principal subproduto formado é a água.

(B) converte a energia química contida nas moléculas dos componentes em energia térmica, sem que ocorra a produção de gases poluentes nocivos ao meio ambiente.

(C) transforma energia química em energia elétrica, porém emite gases poluentes da mesma forma que a produção de energia a partir dos combustíveis fósseis.

(D) converte energia elétrica proveniente dos combustíveis fósseis em energia química, retendo os gases poluentes produzidos no processo sem alterar a qualidade do meio ambiente.

(E) converte a energia potencial acumulada nas moléculas de água contidas no sistema em energia química, sem que ocorra a produção de gases poluentes nocivos ao meio ambiente.

Comentários A ilustração demonstra que gás hidrogênio (H2) e gás oxigênio (O2) entram e saem da célula, sendo que partes desses gases reagem, liberando água como produto. A água é um produto atóxico que não causa nenhum impacto ambiental. A célula de combustível promove a oxidação do hidrogênio e a redução do oxigênio, como se fosse uma espécie de “queima” do gás hidrogênio, porém, ao invés de transformar energia química em calor e, sim, (dispensável= excluir) transforma a energia química em elétrica. Outros processos convencionais de produção de energia, como as termelétricas e hidroelétricas, produzem impactos ambientais graves. As termelétricas emitem gases de efeito estufa, como dióxido de carbono, e óxidos de enxofre e de nitrogênio, causadores de chuva ácida. As hidroelétricas, já na sua instalação, promovem alagamentos de áreas extensas, comprometendo o habitat de animais e vegetais.

Grau de dificuldade – Fácil. O processo eletroquímico representado na ilustração é, a princípio, de fácil entendimento, além de deixar claro que o único produto da reação é a água, e que a forma de energia obtida é a elétrica. O gás hidrogénio não é de origem fóssil. Resposta (A) transforma energia química em energia elétrica, sem causar danos ao meio ambiente, porque o principal subproduto formado é a água.

QUESTÃO 52 Observe a tabela seguinte. Ela traz especificações técnicas constantes no manual de instruções fornecido pelo fabricante de uma torneira elétrica.

Disponível em:

http://www.cardeal.com.br.manualprod/Manuais/Torneira%20Suprema/”Manual…Torneira…Suprema…roo.pdf Considerando que o modelo de maior potência da versão 220 V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a uma rede com tensão nominal de 127 V, e que o aparelho está configurado para trabalhar em sua máxima potência. Qual o valor aproximado da potência ao ligar a torneira? (A) 1.830 W

(B) 2.800 W

(C) 3.200 W

(D) 4.030 W

(E) 5.500 W

Comentários A tabela informa que a torneira do modelo de tensão (U), 220 volts, quando regulada para “quente”, tem potência de 5500 watts. Então, usando as principais fórmulas dos circuitos elétricos, como :

U = R.i e P = U.i

Onde P é a potência, R é a resistência, U é a tensão e i é a corrente. Isolando a corrente i e igualando as duas equações, temos:

i = U / R e i = P / U U / R = P / U P = U2 / R Esta última equação relaciona potência (P) com tensão (U) e resistência (R), sem a corrente, que permaneceu constante.

Como temos uma situação padrão (1) para a instalação correta, e outra situação (2) para a instalação errada, temos:

P1 . R1 / U12 = P2 . R2 / U2

2 Ora, acontece que não houve mudança de resistência (R) interna do aparelho, mas apenas um engano na sua instalação, que foi ligado em rede de 127, ao invés da de 220 volts. Sendo assim, podemos cortar “R” da equação, pois R1 = R2: Então: P1 / U1

2 = P2 / U22

Substituindo os valores, temos: 5500 / 2202 = P2 / 1272 P2 = 16129 . 5500 / 48400 P2 = 1832,84W Grau de dificuldade – Difícil. A questão exige que o estudante saiba as equações necessárias, uma vez que elas não foram fornecidas no enunciado; ou que consiga deduzi-las a partir das equações principais dos circuitos elétricos. Como toda questão que envolve cálculos, ela demanda mais tempo que a média para a prova do ENEM. Resposta (A) 1.830 W

QUESTÃO 53 A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatt-hora, por meio de um relógio medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar, Se um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro. Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt-hora fosse de R$ 0,20.

FILHO, A.G.; BAROLLI, E. Instalação Elétrica.

São Paulo: Scipione, 1997.

O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de (A) R$ 41,80.

(B) R$ 42.00.

(C) R$ 43.00.

(D) R$ 43,80.

(E) R$ 44,00.

Comentários

A questão exige que o estudante faça a “leitura” de dois meses consecutivos no “relógio” ou “medidor” de energia elétrica de uma residência para, depois, se calcular o consumo do mês em quilowatt-hora, convertendo para o valor monetário em reais. Como o texto recomenda, se o ponteiro está entre dois números, deve ser considerado o menor. Assim, a leitura do mês atual acusa 2783kWh, enquanto a do mês anterior acusa 2563kWh. Subtraindo os valores, temos que o consumo do mês é 2783 – 2563 = 220kWh. Como o valor monetário de 1kWh é de R$0,20 (vinte centavos de real), basta multiplicar 220 . 0,20 = 44 reais Grau de dificuldade – Médio. Muitos são os estudantes que nunca se deram ao trabalho de conhecer a conta de luz que chega todo mês à sua residência. No momento da prova, pode estranhar ter que fazer a “leitura” do relógio da companhia de energia, embora essa habilidade seja frequentemente avaliada nas provas. É fácil se confundir com os vários ponteiros e círculos, da primeira vez. Além disso, o estudante deverá fazer os cálculos de consumo, que são bastante simples; mas, como todo cálculo, exige atenção e mais tempo de resolução. Resposta (E) R$ 44,00.

QUESTÃO 54 No que tange à tecnologia de combustíveis alternativos, muitos especialistas em energia acreditam que os alcoóis vão crescer em importância em um futuro próximo. Realmente, alcoóis como metanol e etanol têm encontrado alguns nichos para uso doméstico como combustíveis há muitas décadas e, recentemente, vêm obtendo uma aceitação cada vez maior como aditivos, ou mesmo como substitutos para gasolina em veículos. Algumas das propriedades físicas desses combustíveis são mostradas no quadro seguinte.

1367,00,79OH)CH(CH

Etanol

726,00,79OH)(CH

Metanol

(kJ/mol)

Combustão

deCalor

(g/mL) C25

a DensidadeÁlcool

23

3

BAIRD, C. Química Ambiental. São Paulo. Artmed, 1995 (adaptado).

Dados: Massas molares em g/mol: H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0. Considere que, em pequenos volumes, o custo de produção de ambos os alcoóis seja o mesmo. Dessa forma, do ponto de vista econômico, é mais vantajoso utilizar (A) metanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 22,7 kJ de energia por litro de combustível queimado.

(B) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 29,7 kJ de energia por litro de combustível queimado.

(C) metanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 17,9 MJ de energia por litro de combustível queimado.

(D) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 23,5 MJ de energia por litro de combustível queimado.

(E) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 33,7 MJ de energia por litro de combustível queimado.

Comentários Uma vez que, de acordo com a questão, o custo de produção por volume dos dois combustíveis é igual, precisamos usar a densidade e a massa molar para saber quantos mols há em cada litro de ambos. METANOL (densidade 0,79g/mL) 1 litro = 0,79g/mL . 1000mL = 790g Massa molar CH4O C = 12g x 1 = 12g H = 1g x 4 = 4g O = 16g x 1 = 16g Total = 32g Assim, 32g ----------- 1 mol 790g --------- x mol x = 24,6875 mols de metanol em um litro Como cada mol libera 726kJ, temos 24,69 . 726 = 17923,125kJ ou 17,9MJ de energia de combustão por litro de metanol. ETANOL (densidade 0,79g/mL) 1 litro = 0,79g/mL . 1000mL = 790g Massa molar C2H6O C = 12g x 2 = 24g H = 1g x 6 = 6g O = 16g x 1 = 16g Total = 46g Assim, 46g ----------- 1 mol 790g --------- x mol x = 17,1739 mols de etanol em um litro Como cada mol libera 1367kJ, temos 17,1739 . 1367 = 23476,74kJ ou 23,48MJ de energia por litro de etanol. Grau de dificuldade – Médio. O estudante familiarizado com os cálculos de mol, densidade e calor de combustão não terá dificuldades. No entanto, trata-se de uma questão que envolve cálculos em sequência, demandando atenção e mais tempo de resolução. Resposta (D) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 23,5 MJ de energia por litro de combustível queimado.

QUESTÃO 55 No ano de 2004, diversas mortes de animais por envenenamento no zoológico de São Paulo foram evidenciadas. Estudos técnicos apontam suspeita de intoxicação por monofluoracetato de sódio, conhecido como composto 1080 e ilegalmente comercializado como raticida. O monofluoracetato de sódio é um derivado do ácido monofluoracético e age no organismo dos mamíferos bloqueando o ciclo de Krebs, que pode levar à parada da respiração celular oxidativa e ao acúmulo de amônia na circulação.

F

O-Na+

O

monofluoracetato de sódio.

Disponível: http//www1.folha.uol.com.br

Acesso em: 05ago.2010 (adaptado).

O monofluoracetato de sódio pode ser obtido pela (A) desidrataçao do ácido monofluoracético, com liberação de água.

(B) hidrólise do ácido monofluoracético, sem formação de água.

(C) perda de íons hidroxila do ácido monofluoracético, com liberação de hidróxido de sódio.

(D) neutralização do ácido monofluoracético usando hidróxido de sódio, com liberação de água.

(E) substituição dos íons hidrogênio por sódio na estrutura do ácido monofluoracético, sem formação de água.

Comentários (A) A desidrataçao de um ácido não gera um sal. O monofluoracetato de sódio é um sal orgânico, onde o sódio está com carga positiva (Na1+) e o monofluoracetato (FCH2COO1-) é o ânion. Aliás, a desidratação não faz “surgir”, simplesmente, o sódio.

(B) “Hidrólise” é reação com água. Um ácido em presença de água ioniza parte de suas moléculas, dependendo de sua força. Os ácidos orgânicos são todos fracos, ou seja, a maior parte de suas moléculas nem sequer sofrerá ionização na água. No caso do ácido monofluoracético, haverá formação de cátions H1+ ou H3O

1+ e ânions monofluoracetato (FCH2COO1-).

(C) Essa afirmativa não tem sentido, pois os ácidos não liberam “íons hidroxila” ou íons hidróxido, como seria mais correto dizer, sendo essa uma propriedade das bases e não dos ácidos. E, ainda, não há como o ácido liberar o que não possui ,como o sódio na forma de qualquer composto que seja.

(D) Sim. Um ácido pode ser neutralizado por uma base ou hidróxido, formando água e um sal. No caso do ácido monofluoracético com hidróxido de sódio, haverá formação do sal monofluoracetado de sódio, com o sódio proveniente da base (NaOH, hidróxido de sódio).

(E) Para que o hidrogênio possa “sair” e o sódio “entrar” na composição da nova substância, uma reação química deverá ser feita, uma vez que o hidrogênio não está ionizado, mas ligado ao restante da molécula por ligação covalente. O reagente mais adequado é o hidróxido de sódio (NaOH), que reage retirando o hidrogênio, porém formando água.

Grau de dificuldade – Médio. As reações de neutralização são assuntos bastante discutidos na Química Inorgânica (funções e reações inorgânicas) do 1º ano do Ensino Médio, sendo revistas em outros contextos na Físico-Química do 2º ano e, de novo, na Química Orgânica do 3º ano, com os ácidos orgânicos. Mas, como a resolução depende de vários conhecimentos, o estudante desatento está sujeito a se confundir dentre as opções dadas. Resposta (D) neutralização do ácido monofluoracético usando hidróxido de sódio, com liberação de água.

QUESTÃO 56 A eletrólise é muito empregada na indústria com o objetivo de reaproveitar parte dos metais sucateados. O cobre, por exemplo, é um dos metais com maior rendimento no processo de eletrólise, com uma recuperação de aproximadamente 99,9%. Por ser um metal de alto valor comercial e de múltiplas aplicações, sua recuperação torna-se viável economicamente. Suponha que, em um processo de recuperação de cobre puro, tenha-se eletrolisado uma solução de sulfato de cobre (II) (CuSO4) durante 3h, empregando-se uma corrente elétrica de intensidade igual a 10A. A massa de cobre puro recuperada é de aproximadamente Dados: Constante de Faraday F = 96 500 C/mol; Massa molar em g/mol: Cu = 63,5. (A) 0,02g.

(B) 0,04g.

(C) 2,40g.

(D) 35,5g.

(E) 71,0g.

Comentários A lei de Faraday permite calcular a massa de uma espécie química que foi eletrolisada pela fórmula:

m = MM . i . t / k . 96500 Onde:

“m” é a massa; “MM” é a massa molar (63,5g para o cobre); “i” é a corrente utilizada (no caso foi 10A); “t” é a variação do tempo em segundos (3h x 3600 = 10800s); “k” é o número de elétrons ganhos por átomo de cobre (como o cobre iônico Cu2+ é convertido a cobre metálico Cuº, o cobre recebe 2 elétrons); e 96500 é a constante de Faraday dada pela questão. Assim, m = 63,5 . 10 . 10800 / 2 . 96500 = 35,53g de cobre recuperado. Grau de dificuldade – Difícil. A questão não fornece a fórmula necessária para a realização dos cálculos. Resposta (D) 35,5g.

QUESTÃO 57 Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando, assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma delas comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardaram seus celulares ligados dentro de suas caixas. Ao longo desse dia, uma delas recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura ou desligado. Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de (A) madeira, e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom condutor de eletricidade.

(B) metal, e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava.

(C) metal, e o telefone não funcionava porque o metal refletia todo tipo de radiação que nele incidia.

(D) metal, e o telefone não funcionava porque a área lateral da caixa de metal era maior.

(E) madeira, e o telefone não funcionava porque a espessura desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal.

Comentários Quando temos um recipiente formado por material condutor, no caso uma caixa metálica, o campo elétrico no seu interior é nulo. Isso significa que as ondas eletromagnéticas não têm possibilidade de entrar no espaço interno da caixa. Esse fenômeno é chamado de “blindagem eletrostática” e ocorre, por exemplo, quando tentamos receber uma ligação de celular de dentro de um elevador cuja cabine é de estrutura metálica: o sinal cai.

Outro exemplo da blindagem eletrostática.

A descarga elétrica para na superfície da “gaiola” metálica, mesmo que ela não seja de paredes maciças, mas apenas uma “malha” ou “tela” metálica, conhecida como “gaiola de Faraday”.

Disponível em: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cage_de_Faraday.jpg Acesso: 23.6.2014 No caso apresentado na questão, há a comparação entre uma caixa de metal e outra de madeira. Como a madeira não é um material condutor, as ondas eletromagnéticas do sinal de celular conseguem passar até o interior da caixa; e o celular toca, recebendo as ligações normalmente. Grau de dificuldade – Médio. O estudante pode se sentir inclinado a marcar a opção C, pois, de acordo com o senso comum, o metal “reflete a radiação”. Resposta (B) metal, e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava.

QUESTÃO 58 A composição média de uma bateria automotiva esgotada é de aproximadamente 32% Pb, 3% PbO, 17% PbO2 e 36% PbSO4. A média de massa da pasta residual de uma bateria usada é de 6kg, onde 19% é PbO2, 60% PbSO4 e 21% Pb. Entre todos os compostos de chumbo presentes na pasta, o que mais preocupa é o sulfato de chumbo (II), pois nos processos pirometalúrgicos, em que os compostos de chumbo (placas das baterias) são fundidos, há a conversão de sulfato em dióxido de enxofre, gás muito poluente. Para reduzir o problema das emissões de SO2(g), a indústria pode utilizar uma planta mista, ou seja, utilizar o processo hidrometalúrgico, para a dessulfuração antes da fusão do composto de chumbo. Nesse caso, a redução de sulfato presente no PbSO4 é feita via lixiviação com solução de carbonato de sódio (Na2CO3) 1M a 45°C, em que se obtém o carbonato de chumbo (II) com rendimento de 91%. Após esse processo, o material segue para a fundição para obter o chumbo metálico.

PbSO4 + Na2CO3 PbCO3 + Na2SO4 Dados: Massas Molares em g/mol Pb = 207; S = 32; Na = 23; O = 16; C = 12

ARAÚJO, R.V.V.; TINDADE, R.B.E.; SOARES, P.S.M. Reciclagem de chumbo de bateria automotiva: estudo de caso.

Disponível em: http://www.iqsc.usp.br. Acesso em: 17 abr. 2010 (adaptado).

Segundo as condições do processo apresentado para a obtenção de carbonato de chumbo (II) por meio da lixiviação por carbonato de sódio e considerando uma massa de pasta residual de uma bateria de 6 kg, qual quantidade aproximada, em quilogramas, de PbCO3 é obtida? (A) 1,7 kg

(B) 1,9 kg

(C) 2,9 kg

(D) 3,3 kg

(E) 3,6 kg

Comentários A questão apresenta, logo no início do enunciado, uma série de dados desnecessários, como a “composição média de uma bateria esgotada”, em que, se somarmos os percentuais dados, não dá um total de 100%; provavelmente, devido ao peso da carcaça, que não foi mencionado. O que realmente interessa, no princípio do cálculo, é a massa de sulfato de chumbo presente na pasta residual da bateria, que precisa ser convertida por lixiviação em carbonato de chumbo. CÁLCULOS Massa da pasta residual da bateria: 6kg Porcentagem de PbSO4 na pasta residual: 60% Cálculo da massa de PbSO4 a ser tratada por lixiviação 6kg . 60% = 3,6kg Cálculo da massa de PbCO3 que será obtida:

1 PbSO4 + Na2CO3 1 PbCO3 + Na2SO4 De acordo com a equação, 1mol de PbSO4 (303g) produz 1mol de PbCO3 (267g) Então: 303g de PbSO4 --------- 267g de PbCO3

3,6kg de PbSO4 --------- x x = 3,172kg (se o rendimento fosse de 100%) Considerando o rendimento de 91%, tem-se: 3,172kg ------------- 100% y --------------- 91% y = 2,9 kg de PbCO3

Grau de dificuldade – Médio. Os cálculos não são difíceis, mas o estudante precisa fazê-los em várias etapas. Além disso, a questão apresenta uma série de dados desnecessários, que podem confundir o estudante. Resposta (C) 2,9 kg

QUESTÃO 59 Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, construiu o primeiro metamaterial que apresenta valor negativo do índice de refração relativo para a luz visível. Denomina-se metamaterial um material óptico artificial, tridimensional, formado por pequenas estruturas menores do que o comprimento de onda da luz, o que lhe dá propriedades e comportamentos que não são encontrados em materiais naturais. Esse material tem sido chamado de “canhoto”.

Disponível em: http://inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 28 abr. 2010 (adaptado).

Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura que representa a refração da luz ao passar do ar para esse meio?

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

Comentários A “refração” é a passagem de luz de um meio óptico para outro. Você já deve ter percebido esse fenômeno, ao se aproximar de uma piscina e ter a ilusão de que ela parece mais rasa do que realmente é. Isso acontece porque a luz que vem do fundo da piscina muda de velocidade e de ângulo, ao sair do meio aquoso para o meio atmosférico. A luz pode sofrer vários fenômenos diferentes, quando entra em contato com outro meio. Quando entra em contato com um espelho plano, por exemplo, sofre reflexão em ângulo igual ao ângulo de entrada. Isto está representado na opção A.

A opção B traz uma representação muito difícil de ocorrer, pois, embora tenha acontecido mudança de meio, não há desvio; e a luz segue a mesma trajetória inicial.

A opção E representa um caso, também raro, onde a luz é totalmente absorvida, não ocorrendo reflexão, nem refração.

A opção C representa o que costuma acontecer com a maioria dos materiais, quando a luz passa do meio aéreo para o líquido ou para o vidro. Ou seja, em relação à reta “normal” (perpendicular, pontilhada), há uma diminuição do ângulo de incidência provocado pela diminuição da velocidade. Assim, podemos dizer que a velocidade da luz é maior no meio que apresenta maior ângulo de incidência em relação à reta normal.

Assim, para todos os casos representados acima, não há correspondência para as propriedades descritas do metamaterial. Por eliminação, poderíamos já definir a opção D como a resposta correta. Mas vamos analisá-la. A Refração obedece à Lei de Snell, segundo a equação:

1 1 2 2n sen n sen .

Onde o índice de refração (n) de um material é uma proporção entre a velocidade da luz no vácuo (C) e a velocidade da luz no material (v):

vácuomaterial

material

cn

v

Para que o índice de refração possa dar valor negativo, como a questão afirma, o ângulo de refração teria também que ser negativo, em relação à reta normal, pois “menos” multiplicado por “menos” dá “mais”.

1 1 2 2( )n sen n sen

Assim, para que o ângulo seja negativo, a luz deve desviar-se para o lado oposto da reta normal, como está representado na opção D. Realmente uma propriedade muito rara desse “metamaterial”.

Grau de dificuldade – Difícil. O estudante precisa estar bem familiarizado com todas as propriedades básicas da luz para conseguir deduzir qual ilustração representaria a propriedade do novo material. Resposta Opção (D)

QUESTÃO 60 As mobilizações para promover um planeta melhor para as futuras gerações são cada vez mais frequentes. A maior parte dos meios de transporte de massa é atualmente movida pela queima de um combustível fóssil. A título de exemplificação do ônus causado por essa prática, basta saber que um carro produz, em média, cerca de 200g de dióxido de carbono por km percorrido.

Revista Aquecimento Global. Ano 2, n.o 8. Publicação do Instituto Brasileiro de Cultura Ltda.

Um dos principais constituintes da gasolina é o octano (C8H18). Por meio da combustão do octano é possível a liberação de energia, permitindo que o carro entre em movimento. A equação que representa a reação química desse processo demonstra que (A) no processo há liberação de oxigênio, sob a forma de O2.

(B) o coeficiente estequiométrico para a água é de 8 para 1 do octano.

(C) no processo há consumo de água, para que haja liberação de energia.

(D) o coeficiente estequiométrico para o oxigênio é de 12,5 para 1 do octano.

(E) o coeficiente estequiométrico para o gás carbônico é de 9 para 1 do octano.

Comentários Esta é uma questão que avalia se o estudante sabe montar e balancear uma equação de combustão; no caso, de um importante combustível: a gasolina. Podemos montar a equação da seguinte forma, considerando que a gasolina seja composta apenas de octano (C8H18) e que a queima foi completa, pois, se fosse combustão incompleta, haveria formação de monóxido de carbono (CO) - e não de dióxido:

C8H18 (l) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (v) Da queima participam o combustível e o comburente (gás oxigênio, O2), produzindo dióxido de carbono (CO2) e água. Como são oito carbonos nos reagentes, devemos multiplicar por oito o dióxido de carbono.

C8H18 (l) + O2 (g) → 8 CO2 (g) + H2O (v) Como há dezoito átomos de hidrogênio no octano, devemos multiplica por nove a molécula de água.

C8H18 (l) + O2 (g) → 8 CO2 (g) + 9 H2O (v) Agora temos 25 átomos de oxigênio nos produtos, que ficam balanceados com a fração 25/2 no gás oxigênio, nos reagentes:

C8H18 (l) + 25/2 O2 (g) → 8 CO2 (g) + 9 H2O (v) Se preferirmos, podemos usar um número decimal no lugar da fração:

C8H18 (l) + 12,5 O2 (g) → 8 CO2 (g) + 9 H2O (v) Ou, ainda, multiplicar toda a equação por dois, para que todos os coeficientes fiquem inteiros.

2 C8H18 (l) + 25 O2 (g) → 16 CO2 (g) + 18 H2O (v) Agora podemos comentar as opções: (A) A combustão consome (e não “libera”) oxigênio gasoso.

(B) O coeficiente estequiométrico (equação balanceada) da água é de 9 para 1 do octano; e não 8 para 1.

(C) Há formação de água, e não, consumo.

(D) Sim. Cada mol de octano exige 12,5 mol de gás oxigênio.

(E) O coeficiente estequiométrico para o gás carbônico é de 8 para 1 do octano, e não 9 para 1.

Grau de dificuldade – Fácil. A equação de combustão do octano é relativamente simples, fácil de ser balanceada. As opções dadas são bastante óbvias, depois de montada a equação. Resposta (D) o coeficiente estequiométrico para o oxigênio é de 12,5 para 1 do octano.