Físico-Química (Estequiometria, Soluções, Termoquímica e Cinética) no ENEM

Questão 1

Em uma feira de educação científica, estudantes investigam bolsas térmicas usadas para aliviar dores, uma tecnologia comum em cuidados de saúde. Algumas bolsas contêm substâncias que, ao reagirem, liberam calor para o ambiente e aquecem a região tratada, enquanto outras absorvem calor e esfriam. As reações que liberam energia na forma de calor para a vizinhança são chamadas de exotérmicas e apresentam variação de entalpia (ΔH) com sinal negativo, indicando que o sistema perde energia. Já as reações que retiram calor do ambiente, esfriando-o, são chamadas de endotérmicas e têm ΔH positivo. Os estudantes observam que a bolsa esquenta de forma perceptível ao toque assim que a reação começa. Considerando esse comportamento térmico observado na bolsa que aquece, como deve ser classificada essa reação e qual é o sinal esperado de seu ΔH?

Gabarito: B. Em termoquímica, o sinal de ΔH indica o sentido do fluxo de calor: negativo nas reações exotérmicas, que aquecem o ambiente, e positivo nas endotérmicas, que o esfriam. Bolsas térmicas e compressas frias exploram diretamente esses dois tipos de processo energético.

Questão 2

Em uma pesquisa ambiental sobre emissões, técnicos de um laboratório precisam converter as massas de gás carbônico (CO₂) liberadas por uma indústria em quantidade de matéria, medida em mol. A molécula de CO₂ é formada por um átomo de carbono e dois átomos de oxigênio. Os dados de massa atômica usados pela equipe são: carbono igual a 12 g/mol e oxigênio igual a 16 g/mol. Com base nessas informações sobre a composição da molécula e nas massas atômicas fornecidas, qual é a massa molar do gás carbônico utilizada nesse trabalho de monitoramento das emissões?

Gabarito: C. A massa molar liga o mundo macroscópico das gramas ao microscópico dos átomos: ela é a soma das massas atômicas da fórmula e permite converter massa em quantidade de matéria. Dominar esse cálculo é essencial para a estequiometria e para quantificar emissões e reações.

Questão 3

Engenheiros automotivos desenvolvem tecnologias para reduzir a poluição causada pelos gases expelidos por automóveis. Uma das estratégias é o uso do catalisador, dispositivo instalado no escapamento que acelera a decomposição de gases tóxicos em substâncias menos nocivas, sem ser consumido no processo. Em uma campanha de educação ambiental voltada a jovens, o funcionamento do catalisador é explicado com base nos conceitos de cinética química. O material catalítico oferece uma rota alternativa de menor energia de ativação para a reação, permitindo que ela ocorra mais rapidamente nas condições de operação do veículo. Com isso, a velocidade da reação de decomposição dos poluentes aumenta de forma significativa. Considerando o papel do catalisador descrito nessa campanha, qual é o efeito que ele exerce sobre a reação química e por qual mecanismo esse efeito é atingido?

Gabarito: A. Catalisadores aceleram reações ao reduzir a energia de ativação, permitindo que mais colisões sejam eficazes. Eles não são consumidos, pois regeneram-se ao longo do processo. Esse princípio está presente tanto no catalisador veicular quanto em enzimas biológicas e processos industriais.