Prova Comentada - Vestibular UFSC 2004

Transcrição

QUÍMICA
31) ”Houston, we have a problem”. Ao enviar essa mensagem em 13
de abril de 1970, o comandante da missão espacial Apollo 13, Jim
Lovell, sabia: a vida de seus companheiros e a sua própria estavam em perigo. Um dos tanques de oxigênio da nave explodira.
Uma substância, o superóxido de potássio (K2O4), poderia ser utilizada para absorver o CO2 e ao mesmo tempo restaurar o O2 na
nave.
CALCULE, segundo a equação K2O4 + CO2 Æ K2CO3 + 3/2O2, a
massa, em kg, de K2O4 necessária para consumir todo o CO2 exalado por um tripulante durante 72 horas se, em média, uma pessoa
exala 1,0 kg de CO2 por dia. (O = 16, C = 12, K = 39).
Arredonde o resultado numérico encontrado para o número inteiro
mais próximo e assinale-o no cartão-resposta.
Gabarito: 10 (Aberta)
Número de acertos: 1.797 (20,52%)
Grau de dificuldade previsto: Médio
Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto total)
ANÁLISE DA QUESTÃO
Estequiometria de reações químicas faz parte do conteúdo programático da primeira série do ensino médio. Requer do estudante conhecimento de que as substâncias reagem em proporções fixas. A reação apresentada, já balanceada, não traz, em si, dificuldade de qualquer ordem.
Observa-se que 20,52% dos vestibulandos resolveram corretamente a
questão, mostrando domínio total do conteúdo. Por outro lado, 5,97%
deles deram como resposta o número nove (09). Considerando-se que
142 g de K2O4 reagem com 44 g de CO2 e que, para o desenvolvimento
da solução da questão, é necessário que se divida 142 por 44, o que dá o
número 3,2; e ainda, que este número tem que ser multiplicado por 3,
para se chegar ao resultado final, pode-se inferir que os vestibulandos
que optaram pela resposta 09 cometeram um, de dois equívocos matemáticos: ou fizeram a divisão de 142 por 44 sem considerar a primeira casa
após a vírgula, o que leva a 3 vezes 3; ou, em considerando a resposta da
divisão igual a 3,2 e multiplicando-a por 3, aproximaram o resultado,
9,6, para o inteiro 9 e não para o 10. Ou seja, infere-se que esses estudantes conhecem a estequiometria de reação, porém, apresentam alguma
deficiência em matemática básica.
O quadro de freqüência mostra ainda que 10,16% dos vestibulandos
encontraram como resposta o número três. Aqui, duas hipóteses podem
justificar este resultado. A primeira é que 3,2 kg de K2O4 (142 / 44)
reagem com 1 kg de CO2. Aproximando-se 3,2 para 3, tem-se o número
encontrado pelos vestibulandos; porém, a questão pedia que se calculasse
a massa de K2O4 necessária para neutralizar o CO2 exalado por um tripulante durante 72 horas, o que implica multiplicar-se 3,2 por 3, o que levaria ao resultado correto.
A segunda hipótese, e talvez a menos provável, é que a relação entre
72 e 24 horas também leva ao número três.
Concluindo, o quadro de freqüência, com as respostas concentradas
em três números, permite inferir que a questão foi bem formulada. O
domínio do conteúdo abordado exige também bom conhecimento de
matemática básica, o que naturalmente constitui-se numa dificuldade
adicional. Os 36,65% de vestibulandos que concentraram suas respostas
nos números três, nove e dez indicaram conhecer estequiometria de reação, porém, 16,13% deles não lograram êxito na questão em virtude das
dificuldades matemáticas já explanadas.
32) Existem diversas maneiras de expressar a concentração de uma
solução. Dentre elas destacamos a normalidade (N) e a molaridade
(M).
Seja uma solução aquosa de Al2(SO4)3 de concentração
102,6g/Litro. Qual a normalidade e a molaridade da solução?
Dados: Al = 27, S = 32, O = 16
01. 0,9 Normal
02. 1,8 Molar
04. 1,8 Normal
08. 0,3 Molar
16. 0,6 Normal
Gabarito: 12 (04 + 08)
Número de acertos: 972 (10,99%)
Grau de dificuldade obtido: Difícil (Acerto total)
Grau de dificuldade obtido: Médio (Acerto parcial)
A questão foi formulada com base nos conteúdos ministrados em Físico/Química, versando sobre o tema: Concentração das Soluções.
Das várias maneiras de expressarmos a concentração de uma solução, abordamos apenas duas: Normalidade e Molaridade.
Para a resolução da questão, foram dadas as massas dos elementos
químicos constituintes da substância química considerada como soluto,
dissolvido em meio aquoso.
O objetivo principal da questão era verificar o grau de conhecimento
dos estudantes, considerando os seguintes aspectos cognitivos: compreensão e aplicação.
Constatando que somente 10,99% dos candidatos responderam correta e integralmente a questão; que 24,07% responderam como correta
apenas a proposição 08, sobre Molaridade; e que 4,30% responderam
como correta apenas a proposição 04, sobre Normalidade, a Banca concluiu que o grau de dificuldade inicialmente previsto não se confirmou.
Sugerimos que as Escolas abordem com mais ênfase, quando do planejamento da disciplina, o assunto em pauta.
33) O filósofo grego Sócrates foi morto por dose letal de cicuta, veneno
em que o componente principal é a coniina, cuja fórmula estrutural
é:
..
N
|
H
CH2 – CH2 – CH3
H
Com base nas informações dadas, é CORRETO afirmar que a coniina é/tem:
01. um composto nitrogenado heterocíclico.
02. uma amina aromática.
04. uma amina terciária.
08. capaz de formar ligações por pontes de hidrogênio com a água.
16. massa molecular igual a 123 g/mol.
32. fórmula molecular C8H17N.
Gabarito: 41 (01 + 08 + 32)
A questão foi formulada tendo por base a química orgânica, assunto
referente ao conteúdo programático da segunda série do ensino médio.
O quadro de freqüência de respostas mostra que 10,13% dos vestibulandos conseguiram acerto total, enquanto 24,03% deles obtiveram acerto parcial, o que permite concluir que 34,16% dos candidatos dominam,
total ou parcialmente, o conteúdo abordado.
As duas principais dificuldades apresentadas pelos vestibulandos referem-se ao fato de desconhecerem a possibilidade de as aminas formarem pontes de hidrogênio com a água, e de terem confundido uma cadeia
cíclica saturada com uma cadeia aromática, esquecendo que a aromaticidade requer alternância de ligações simples e duplas no ciclo carbônico.
Alguns vestibulandos, 4,08%, surpreendentemente, mostraram conhecimento das propriedades dos compostos orgânicos, mas demonstraram desconhecimento na obtenção de fórmula molecular, assunto básico
em química e que exige apenas que se conte o número de átomos de cada
um dos elementos químicos que se apresentam na cadeia carbônica dada.
Teriam tido, esses estudantes, bons professores de química orgânica no
ensino médio e teriam eles ficado com deficiência em química geral
básica?
+
−
34) Dependendo da concentração dos íons H e OH presentes numa
solução, temos:
Soluções
Meio neutro
Meio ácido
Meio básico
pH = 7 e pOH = 7
pH < 7 e pOH > 7
pH > 7 e pOH < 7
A solução aquosa 0,1 molar de um HA possui acidez tanto maior
quanto:
I – menor for a constante de ionização do HA
+
II – maior for a concentração de H
III – menor for o pH
Considerando as informações prestadas acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. Somente I está correta.
02. Somente II está correta.
04. Somente III está correta.
08. Somente II e III estão corretas.
16. Somente I e III estão corretas.
32. Somente I e II estão corretas.
Gabarito: 08 (08)
Grau de dificuldade previsto: Fácil
Grau de dificuldade obtido: Fácil (Acerto total)
A questão foi formulada com base nos conteúdos ministrados em Físico/Química, abordando os conteúdos pH e pOH.
Para a resolução da questão foi inserida uma tabela, fornecendo dados sobre o pH e o pOH, considerando uma solução aquosa 0,1 molar de
um HA.
dos estudantes, considerando o seguinte aspecto cognitivo: aquisição.
Constatando que 46,55% dos candidatos responderam corretamente
a questão, a Banca concluiu que o grau de dificuldade inicialmente previsto foi alcançado.
Entretanto, o percentual de acerto, na nossa avaliação, deveria ser
maior.
Assim, recomendamos que as Escolas exijam mais de seus alunos,
porquanto a aquisição dos conhecimentos é a mais simples etapa do aspecto cognitivo.
35) Uma pilha “recarregável” alcalina de uso comercial é formada pelos
elementos químicos níquel e cádmio. Participam também o hidróxido de níquel (III) e o hidróxido de potássio. Os potenciais padrão de
redução das semi-reações envolvidas são os seguintes:
2+
Cd + 2e
3+
Ni + 1e
0
Cd
2+
Ni
0
ε = -0,4 volt
0
ε = 1,0 volt
Considerando os dados acima, é CORRETO afirmar que:
01. A diferença de potencial da pilha Ni-Cd vale 0,6 volt.
02. O fluxo de elétrons, no circuito externo, vai do eletrodo de cádmio
para o eletrodo de hidróxido de níquel (III).
2+
04. Na pilha Ni-Cd o metal cádmio é o agente redutor dos íons Ni .
08. Durante a descarga da pilha os íons Ni
0
3+
2+
16. A reação global da pilha é: Cd + 2Ni
sofrem oxidação.
Cd
2+
3+
+ 2Ni .
32. A pilha cessará seu funcionamento quando o potencial de redução
0
+3
do Cd for igual ao potencial de redução do Ni .
Gabarito: 34 (02 + 32)
Grau de dificuldade previsto: Difícil
Eletroquímica, conteúdo programático da terceira série do ensino
médio, historicamente mostra-se de difícil assimilação e domínio por
parte dos candidatos. O grau de dificuldade previsto, difícil, confirmouse por meio dos resultados mostrados no quadro de freqüência de respostas: as proposições foram todas eqüitativamente indicadas como corretas,
o que nos permite inferir na escolha realizada “ao acaso”.
A importância de uma questão desta natureza, na prova, é que permite ao vestibulando bem preparado diferenciar-se dos demais, e ainda, nos
cursos de maior relação candidato/vaga, o candidato que realmente dominar o conteúdo em sua plenitude mostrará a diferença em sua pontuação, quando confrontado com os demais estudantes que com ele concorrem à mesma vaga.
O quadro de freqüência de respostas mostra que 4,24% dos vestibulandos acertaram totalmente a questão, enquanto 7,99% deles acertaram
parcialmente a questão, o que leva a um total global de acertos (total +
parcial) de 12,23%, resultado já esperado, tendo em vista a natureza do
assunto abordado.
Um número significativo de vestibulandos assinalou a proposição 04
como correta, considerando que “o metal cádmio é o agente redutor dos
2+
íons Ni ”. Isto demonstra claramente que desconhecem o fato de que,
entre duas reações de redução, reduzir-se-á o elemento de maior poten3+
cial padrão de redução, no caso, o Ni , e oxidar-se-á o elemento de
0
menor potencial padrão de redução, no caso o Cd , isto é, o elemento
que, entre ambos, apresentar o maior potencial padrão de oxidação. Ou
seja, na pilha em questão, o metal cádmio é o agente redutor sim, porém,
2+
3+
não dos íons Ni e sim dos íons Ni .
36) Observe os elementos químicos:
Elemento
Distribuição eletrônica
2
2
6
2
6
2
10
6
2
2
6
2
6
2
10
6
2
2
6
2
6
2
10
5
2
2
6
2
6
1
2
2
6
2
4
A
1s , 2s , 2p , 3s , 3p , 4s , 3d , 4p
B
1s , 2s , 2p , 3s , 3p , 4s , 3d , 4p , 5s , 4d , 5p , 6s
C
1s , 2s , 2p , 3s , 3p , 4s , 3d , 4p
D
1s , 2s , 2p , 3s , 3p , 4s
E
1s , 2s , 2p , 3s , 3p
2
10
6
2
Com base nas informações constantes do quadro acima, assinale a(s)
proposição(ões) CORRETA(S), considerando a posição do elemento
na Tabela Periódica.
01.
02.
04.
08.
16.
A
E
C
B
D
é
é
é
é
é
gás nobre.
calcogênio.
halogênio.
alcalino terroso.
alcalino.
Gabarito: 31 (01 + 02 + 04 + 08 + 16)
A questão foi formulada com base nos conteúdos ministrados na 1a
série do ensino médio, versando sobre o tema: Estudo do Átomo, especificamente na parte referente à distribuição dos elétrons nos níveis e subníveis de energia.
Para resolver a questão, era necessário que o candidato fizesse uso de
um método prático criado por Linus Pauling, conhecido como Processo
das Diagonais ou Diagrama.
De uma maneira mais simples ainda, o candidato poderia recorrer à
Tabela Periódica, bastando fazer a soma dos elétrons distribuídos em
cada subnível e localizar a posição do elemento químico na Tabela.
dos estudantes, considerando apenas o seguinte aspecto cognitivo: aquisição.
Constatando que somente 25,91% dos candidatos responderam correta e integralmente a questão; que 4,29% responderam como corretas
apenas as proposições 01 + 04 + 08 + 16; que 13,47% responderam como corretas apenas as proposições 01 + 08 + 16; que 4,79% responderam
como corretas apenas as proposições 08 + 16; que 4,64% responderam
como corretas apenas as proposições 01 + 16; e que 4,38% responderam
como corretas apenas as proposições 01 + 08, a Banca concluiu que o
grau de dificuldade inicialmente previsto, não se confirmou. Sugerimos
que as Escolas abordem com mais ênfase o assunto, quando do planejamento da disciplina.
37) Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro (0,0001 mm de
espessura) com partículas “alfa”, emitidas pelo Polônio (Po) contido no interior de um bloco de chumbo (Pb), provido de uma abertura estreita, para dar passagem às partículas α por ele emitidas.
Envolvendo a lâmina de ouro (Au), foi colocada uma tela protetora
revestida de sulfeto de zinco.
lâmina de Au
partículas α
y
x
Po
y
bloco de Pb
anteparo com ZnS
Observando as cintilações na tela revestida de sulfeto de zinco, Rutherford verificou que muitas partículas α atravessavam a lâmina de
ouro sem sofrerem desvio (x), e que poucas partículas α sofriam
desvio (y).
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. Partículas α possuem carga elétrica negativa.
02. O sulfeto de zinco é um sal.
04. Partículas α sofrem desvio ao colidirem com elétrons nas eletrosferas dos átomos de Au.
08. Partículas α sofrem desvio ao colidirem com o núcleo dos átomos
de Au.
16. O tamanho do átomo é cerca de 10000 a 100000 vezes maior que
o seu núcleo.
32. O Polônio de Z = 84 apresenta 4 elétrons no último nível de
energia.
Gabarito: 26 (02 + 08 + 16)
A questão foi formulada com base nos conteúdos ministrados na 1a
série do ensino médio, versando sobre o tema: Estudo do Átomo e Função Química.
A experiência de Rutherford – que alterou profundamente o conhecimento sobre a estrutura do átomo até então vigente e provocou outros
questionamentos a respeito da estrutura atômica atualmente aceita – expressa no desenho impresso na folha da prova, e a explanação da mesma
feita no enunciado da questão não despertaram, na maioria dos candidatos, o conhecimento do assunto.
dos estudantes, considerando apenas o seguinte aspecto cognitivo: aquisição.
apenas as proposições 08 + 16, não identificando como sal a substância
sulfeto de zinco; que 3,71% responderam como corretas apenas as proposições 02 + 16, não concluindo que cargas elétricas iguais sofrem repulsão; que 3,56% responderam como correta apenas a proposição 08,
não sabendo identificar como sal sulfeto de zinco e desconhecendo a
relação tamanho do átomo e tamanho do núcleo, a Banca concluiu que o
grau de dificuldade inicialmente previsto não se confirmou. Sugerimos
que as Escolas despertem em seus alunos o hábito de questionar.
38) Alcinos são Hidrocarbonetos de cadeia acíclica, homogênea e insaturada do tipo etínica. Os alcadienos são também Hidrocarbonetos
de cadeia acíclica, homogênea e insaturada do tipo dietênica. Ambos possuem a mesma fórmula geral.
Considerando um alcino e um alcadieno com três átomos de carbono na cadeia, podemos assinalar como CORRETA(S) a(s) proposição(ões):
01. Ambos possuem 4 átomos de hidrogênio.
02. Ambos são isômeros de função.
04. O alcino tem mais ligações π que o alcadieno.
08. Ambos são isômeros de cadeia.
16. Ambos são isômeros de compensação.
32. As fórmulas estruturais são diferentes.
Gabarito: 41 (01 + 08 + 32)
A questão foi formulada com base nos conteúdos ministrados na disciplina Química Orgânica, abordando os assuntos: Isomeria Plana, Fórmulas Químicas (estruturais), Funções Orgânicas e Ligações Químicas.
O assunto envolvia duas substâncias da mesma Função Orgânica –
Hidrocarbonetos –, ambas com três átomos de carbono, sendo uma da
série dos alcinos e outra da série dos alcadienos, praticamente os representantes mais simples de cada série.
dos estudantes, considerando os aspectos cognitivos: aquisição e compreensão.
apenas as proposições 01 + 32, desconhecendo o assunto isomeria; que
9,15% responderam como correta apenas a proposição 32, que julgamos
ser um simples palpite, por não terem respondido como correta a proposição 01; que 5,96% responderam como corretas apenas as proposições
01 + 08, revelando não saber como formular as estruturas das substâncias
e que 3,69% responderam como correta apenas a proposição 01, a Banca
concluiu que o grau de dificuldade inicialmente previsto, não se confirmou. É lamentável o desempenho dos candidatos nesta questão.
39) Ésteres são compostos que podem ser obtidos através da reação
entre um “ácido orgânico ou mineral” e um “álcool”. Quando o ácido utilizado é orgânico, o éster é orgânico, caso contrário é mineral
ou inorgânico.
A reação é reversível. No sentido da formação do éster, é denominada “esterificação”, enquanto que a reação inversa é chamada
de “hidrólise”.
Para a obtenção do éster “acetato de sec. butila” a reação
OCORRE ENTRE:
01. ácido metanóico e 1-butanol.
02. ácido etanóico e 1-butanol.
04. ácido etanóico e 2-butanol.
08. ácido metanóico e 2-metil-propanol-2.
16. ácido etanóico e 2-metil-propanol-1.
Gabarito: 04 (04)
Grau de dificuldade previsto: Difícil
A questão foi formulada com base nos conteúdos ministrados na
disciplina Química Orgânica, abordando o assunto: Reações Orgânicas.
Muito embora o assunto envolvesse uma das reações mais estudadas
na disciplina, o número de acertos surpreendeu, devido ao fato de que o
estudo das reações orgânicas, além de ser extenso, é praticamente ministrado no fim do ano letivo.
dos estudantes, considerando os aspectos cognitivos: aquisição, compreensão e aplicação.
Constatando que 40,55% dos candidatos responderam correta e integralmente a questão; que 12,63% responderam como correta a proposição 02; que 12,26% responderam como correta a proposição 08; e que
10,89% responderam como correta a proposição 16, a Banca concluiu
que o grau de dificuldade previsto foi superado, muito embora mais da
metade dos candidatos, como havíamos previsto, não tenha respondido
corretamente à questão.
40) Seja um elemento químico representado pela notação 16 X.
Com relação ao elemento dado, consulte a classificação periódica
dos elementos químicos e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. Sabe-se que ocupa o terceiro período da classificação e seu
nome é oxigênio.
2
2
4
02. Sua configuração eletrônica fundamental é 1s – 2s – 2p .
04. Considerando os elementos N, Se, F, é o Se o elemento que
tem propriedades químicas mais semelhantes às de 16 X.
08. É classificado como um metal alcalino terroso.
16. Seu estado físico é gasoso.
Gabarito: 04 (04)
O resultado apresentado no quadro de freqüência de respostas nos leva a reflexões das mais diferentes ordens. Uma questão aparentemente
simples, que exigia do vestibulando conhecimento de conceitos básicos
de química fundamental e familiaridade com a tabela periódica dos elementos químicos, mostrou resultados que nos permitem indagar, com
preocupação, acerca do conhecimento dos estudantes egressos do ensino
médio.
Antes de qualquer outro requisito, a condição mínima necessária para
resolver a questão é saber que na notação 16 X, o sub-índice à esquerda
do símbolo químico do elemento, seja ele hipotético ou não, representa o
número atômico, ou seja, o número de elétrons do átomo do elemento,
em seu estado fundamental. Segundo, é necessário saber que a classificação periódica ordena os elementos químicos em seqüência crescente de
número atômico.
Com esses dois preceitos básicos e a consulta à tabela periódica fornecida, o elemento S era imediatamente identificado.
A proposição 04 confronta as propriedades do elemento S, agora supostamente já identificado, com as propriedades dos elementos N, Se, F.
Aqui, o conhecimento exigido é o fato de que a tabela periódica abriga,
em uma mesma coluna, grupo, os elementos que apresentam a mesma
configuração eletrônica em sua camada de valência, isto é, elementos
com propriedades químicas semelhantes. Ora, ao observar-se a tabela
periódica, constata-se que o N pertence ao grupo 15; que o F pertence ao
grupo 17 e que o Se pertence ao grupo 16, mesmo grupo do nosso elemento S, logo, o Se é que tem propriedades químicas mais semelhantes
às de 16 X, tornando, então, verdadeira a proposição 04. Aliás, a única
proposição verdadeira da questão. Apenas 10,06% dos vestibulandos
acertaram a questão.
Uma outra observação a ser feita é que 14,79% dos vestibulandos
identificaram corretamente o elemento S, mostrando dominarem os conteúdos sobre os quais discorremos acima mas, infelizmente, demonstraram total desconhecimento da química cotidiana, pois também consideraram a proposição 16 correta, assinalando resposta 20, isto é, consideraram o elemento S, enxofre, como sendo gasoso. Isto denota total divórcio entre o ensino de química em sala de aula e a vida prática. O enxofre, elemento sólido, amplamente conhecido por suas formas alotrópicas
rômbica e monoclínica, é largamente utilizado na indústria química (produção de ácido sulfúrico), na indústria farmacêutica (antibióticos à base
de sulfa), na indústria de borracha (pneus), na indústria de explosivos
(pólvora negra), etc. Além do mais é freqüentemente utilizado na forma
de pó, amarelo, flor de enxofre, para, em aulas de introdução à separação
de misturas sólidas, exemplificar esse tipo de mistura, quando agregado a
limalhas de ferro. O que se deve registrar aqui é que o elemento químico
escolhido para compor a questão é um dos mais conhecidos do cidadão
comum e que só o “divórcio” entre a prática e a teoria é que justifica o
desconhecimento apresentado pelos vestibulandos.
Ao se observar todo o quadro de freqüência de respostas constata-se
que 73,33% dos vestibulandos consideraram o enxofre um elemento
químico gasoso!
Razões como as descritas acima é que explicam o fato de uma questão haver sido concebida com grau de dificuldade fácil e apresentar
resultado de grau de dificuldade difícil.

Prova Comentada - Vestibular UFSC 2004

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