(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Christiaan Huygens, em 1656, criou o relógio de pêndulo. Nesse dispositivo, a pontualidade baseia-se na regularidade das pequenas oscilações do pêndulo. Para manter a precisão desse relógio, diversos problemas foram contornados. Por exemplo, a haste passou por ajustes até que, no início do século XX, houve uma inovação, que foi sua fabricação usando uma liga metálica que se comporta regularmente em um largo intervalo de temperaturas.
YODER, J. G. Unrolling Time: Christiaan Huygens and the mathematization of nature. Cambridge: Cambridge University Press, 2004 (adaptado).
Desprezando a presença de forças dissipativas e considerando a aceleração da gravidade constante, para que esse tipo de relógio realize corretamente a contagem do tempo, é necessário que o(a)
O período do pêndulo para pequenas oscilações é dado por:
[tex] T = 2π\sqrt{\frac{L}{g}} [tex]
onde L é o comprimento da haste do pêndulo e g a aceleração local da gravidade. Sendo g constante e para manter T constante, o comprimento L deve ser constante.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Na década de 1940, na Região Centro-Oeste, produtores rurais, cujos bois, porcos, aves e cabras estavam morrendo por uma peste desconhecida, fizeram uma promessa, que consistiu em não comer carne e derivados até que a peste fosse debelada. Assim, durante três meses, arroz, feijão, verduras e legumes formaram o prato principal desses produtores.
O Hoje, 15 out. 2011 (adaptado).
Para suprir o déficit nutricional a que os produtores rurais se submeteram durante o período da promessa, foi importante eles terem consumido alimentos ricos em
Quando uma refeição contém todos os aminoácidos essenciais na quantidade necessária para os seres humanos, diz-se que esta apresenta um elevado valor biológico, porém quando a refeição contém tais aminoácidos em quantidades insuficientes, fala-se que o alimento é de baixo valor biológico. A mistura de arroz, feijão, verduras e legumes é de baixo valor biológico e o aminoácido essencial presente em menor quantidade (aminoácido limitante) nessa mistura vai influenciar na incorporação dos demais.
Por isso, permanecer três meses sem consumir carne e derivados ocasiona um déficit nutricional protéico, uma vez que tais alimentos possuem aminoácidos essenciais em quantidades satisfatórias. Dietas onívoras - com alimentos derivados de animais e vegetais - são as mais recomendadas por fornecerem as quantidades necessárias de aminoácidos possibilitando ao organismo biossintetizar suas próprias proteínas que integrarão a pele, cabelo, unhas e os ossos.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
A liberação dos gases clorofluorcarbonos (CFCs) na atmosfera pode provocar depleção de ozônio (O₃) na estratosfera . O ozônio estratosférico é responsável por absorver parte da radiação ultravioleta emitida pelo Sol, a qual é nociva aos seres vivos. Esse processo, na camada de ozônio, é ilustrado simplificadamente na figura.
Quimicamente, a destruição do ozônio na atmosfera por gases CFCs é decorrência da
Perceba que com as legendas, a ilustração fica fácil de ser entendida. Como disse antes, a molécula de CFC sofre fotólise. O átomo de cloro quebra a molécula de ozônio e o produto final é o oxigênio molecular.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
O potencial brasileiro para transformar lixo em energia permanece subutilizado – apenas pequena parte dos resíduos brasileiros é utilizada para gerar energia. Contudo, bons exemplos são os aterros sanitários, que utilizam a principal fonte de energia ali produzida. Alguns aterros vendem créditos de carbono com base no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), do protocolo de Kyoto.
Essa fonte de energia subutilizada, citada no texto, é o
O Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) foi criado pela Conferência das Partes (COP) na Convenção Quadro das Nações Unidas sobre a Mudança do Clima (UNFCCC) como uma maneira de ajudar os países a cumprirem as metas do artigo 12 do Protocolo de Kyoto.
Cada tonelada de [tex]CO_{2}[tex] que for retirada da atmosfera ou que for evitada de ser emitida se transforma em uma unidade de crédito de carbono que poderá ser negociada no mercado mundial. Os projetos de MDL podem ser baseados em fontes renováveis e alternativas de energia, eficiência e conservação de energia ou reflorestamento. Bactérias anaeróbicas, presentes naturalmente em aterros e esgotos, atuam na decomposição da matéria orgânica produzindo gás metano que por ser uma fonte alternativa de energia é aceitável nas negociações.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
É comum aos fotógrafos tirar fotos coloridas em ambientes iluminados por lâmpadas fluorescentes, que contêm uma forte composição de luz verde. A consequência desse fato na fotografia é que todos os objetos claros, principalmente os brancos, aparecerão esverdeados. Para equilibrar as cores, deve-se usar um filtro adequado para diminuir a intensidade da luz verde que chega aos sensores da câmera fotográfica. Na escolha desse filtro, utiliza-se o conhecimento da composição das cores-luz primárias: vermelho, verde e azul; e das cores-luz secundárias: amarelo = vermelho + verde, ciano = verde + azul e magenta = vermelho + azul.
Disponível em: http://nautilus.fis.uc.pt. Acesso em: 20 maio 2014 (adaptado).
Na situação descrita, qual deve ser o filtro utilizado para que a fotografia apresente as cores naturais dos objetos?
Se os objetos estão aparecendo esverdeados, colocar um filtro amarelo ou ciano vai intensificar ainda mais tal fato, pois os mesmos contém o verde.
Porém, o filtro magenta é composto por vermelho e azul, fazendo assim com que o verde perca sua evidência, e gerando uma foto com características mais naturais.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Para impedir a contaminação microbiana do suprimento de água, deve-se eliminar as emissões de efluentes e, quando necessário, tratá-lo com desinfetante. O ácido hipocloroso (HClO) produzido pela reação entre cloro e água, é um dos compostos mais empregados como desinfetante. Contudo, ele não atua somente como oxidante, mas também como um ativo agente de cloração. A presença de matéria orgânica dissolvida no suprimento de água clorada pode levar à formação de clorofórmio (CHCl₃) e outras espécies orgânicas cloradas tóxicas.
SPIRO, T.G.; STIGLIANI, W.M. Química ambiental. São Paulo: Pearson.2009 (adaptado).
Visando eliminar da água o clorofórmio e outras moléculas orgânicas, o tratamento adequado é a
Para eliminar o clorofórmio (triclorometano) e outras moléculas orgânicas da água, nas estações de tratamento, o método mais adequado é o emprego de carvão ativado granular que permite adsorção das moléculas orgânicas. O carvão ativo é uma das camadas dos filtros das estações de tratamento de água, juntamente com os cascalhos e areias de diferentes granulações.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
A talidomida é um sedativo leve e foi muito utilizado no tratamento de náuseas, comuns no início da gravidez.
Quando foi lançada, era considerada segura para o uso de grávidas, sendo administrada como uma mistura racêmica composta pelos seus dois enantiômeros (R e S). Entretanto, não se sabia, na época, que o enantiômero S leva à malformação congênita, afetando principalmente o desenvolvimento normal dos braços e pernas do bebê.
COELHO, F. A. S. Fármacos e quiralidade. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola, São Paulo, n. 3, maio 2001 (adaptado).
Essa malformação congênita ocorre porque esses enantiômeros
Os enantiômeros apresentam as mesmas propriedades físicas, exceto o desvio do plano da luz polarizada. Podem ser separados e suas estruturas apresentam grupos funcionais iguais. Essa malformação congênita ocorre porque esses enantiômeros interagem de maneira distinta com o organismo, isto é, os enantiômeros apresentam ação fisiológica diferente. A mistura racêmica é mistura em partes iguais dos dois enantiômeros.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Embora seja um conceito fundamental para a biologia, o termo "evolução" pode adquirir significados diferentes no senso comum. A ideia de que a espécie humana é o ápice do processo evolutivo é amplamente difundida , mas não é compartilhada por muitos cientistas.
Para esses cientistas, a compreensão do processo citado baseia-se na ideia de que os seres vivos, ao longo do tempo, passam por
Durante o processo evolutivo, os seres vivos passam por modificações de características. As mudanças são causadas por mutações e processos de recombinações gênicas.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
O biodiesel não é classificado como uma substância pura, mas como uma mistura de ésteres derivados dos ácidos graxos presentes em sua matéria-prima. As propriedades do biodiesel variam com a composição do óleo vegetal ou gordura animal que lhe deu origem, por exemplo, o teor de ésteres saturados é responsável pela maior estabilidade do biodiesel frente à oxidação, o que resulta em aumento da vida útil do biocombustível. O quadro ilustra o teor médio de ácidos graxos de algumas fontes oleaginosas.
MA, F.; HANNA, M. A. Biodiesel Production: a review. Bioresource Technology, Londres, v. 70, n. 1, jan. 1999 (adaptado).
Qual das fontes oleaginosas apresentadas produziria um biodiesel de maior resistência à oxidação?
A fonte oleagiosa que apresenta maior resistência à oxidação é a que possui menor teor de ácido graxo insaturado (oleico, linoleico e linolênico) e maior teor de ácido graxo saturado.
teor de ácido graxo saturado milho: 13,7% = (0,1 + 11,7 + 1,9)
palma: 58,3% = (1,0 + 42,8 + 4,5)
canola: 4,6% = (0,2 + 3,5 + 0,9)
algodão: 23,4% = (07 + 20,1 + 2,6)
amendoim: 14,4% = (0,6 + 11,4 + 2,4)
Nota: Na tabela, entre parêntesis, são dados o número de átomos de carbono e o número de duplas-ligações.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Uma pessoa, lendo o manual de uma ducha que acabou de adquirir para a sua casa, observa o gráfico, que relaciona a vazão na ducha com a pressão, medida em metros de coluna de água (mca).
Nessa casa residem quatro pessoas. Cada uma delas toma um banho por dia, com duração média de 8 minutos, permanecendo o registro aberto com vazão máxima durante esse tempo. A ducha é instalada em um ponto seis metros abaixo do nível da lâmina de água, que se mantém constante dentro do reservatório.
Ao final de 30 dias, esses banhos consumirão um volume de água, em litros, igual a
Para uma pressão estática (mca) provocada por uma coluna de água de 6m, tem-se, do gráfico, uma vazão (Z) de água na ducha igual a 12L/min.
Considerando-se um mês de 30 dias, o tempo total de utilização da ducha é
Δt = 4 x 8 x 30 (min) = 960 min.
[tex] Z = \frac{V}{ Δt } \Longrightarrow 12 = \frac{V}{960} [tex]
[tex] V = 11\ 520 \ell [tex]
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Diesel é uma mistura de hidrocarbonetos que também apresenta enxofre em sua composição. Esse enxofre é um componente indesejável, pois o trióxido de enxofre gerado é um dos grandes causadores da chuva ácida.
Nos anos 1980, não havia regulamentação e era utilizado óleo diesel com 13 000 ppm de enxofre. Em 2009, o diesel passou a ter 1 800 ppm de enxofre (S1800) e, em seguida, foi inserido no mercado o diesel S500 (500 ppm).
Em 2012, foi difundido o diesel S50, com 50 ppm de enxofre em sua composição. Atualmente, é produzido um diesel com teores de enxofre ainda menores.
Os impactos da má qualidade do óleo diesel brasileiro. Disponível em: www.cnt.org.br. Acesso em: 20 dez. 2012 (adaptado).
A substituição do diesel usado nos anos 1980 por aquele difundido em 2012 permitiu uma redução percentual de emissão de SO₃ de
1980: 13 000 ppm de enxofre
Em [tex]10^{6}[tex] g de diesel temos 13 000 g de enxofre.
2012: 50 ppm de enxofre
Em [tex]10^{6}[tex] g de diesel temos 50 g de enxofre
Redução de enxofre: 12 950 g
13 000 g ------- 100%
12 950g ------ x
x = 99,6%
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Um sistema de iluminação foi construído com um circuito de três lâmpadas iguais conectadas a um gerador (G) de tensão constante. Esse gerador possui uma chave que pode ser ligada nas posições A ou B.
Considerando o funcionamento do circuito dado, a lâmpada 1 brilhará mais quando a chave estiver na posição
Circuito equivalente com a chave na posição A:
Considerando-se que todas as lâmpadas tenham resistência elétrica igual a R, temos:
[tex] R_{(eq.(A))} = \frac{R}{n} = \frac{R}{2} [tex]
Cálculo da intensidade total da corrente elétrica com a chave na posição A, considerando-se o gerador ideal, de força eletromotriz E:
[tex] i_{A} = \frac{E}{R_{(eq(A))}} = \frac{E}{R/2} [tex]
[tex] i_{A} = \frac{2E}{R} [tex]
Como as resistências elétricas são iguais:
[tex] i_{1} = i_{3} = \frac{E}{R} [tex]
Circuito equivalente com a chave na posição B:
[tex] R_{(eq.(B))} = \frac{R}{2} + R = \frac{3R}{2} [tex]
Cálculo da intensidade total da corrente elétrica com a chave na posição B:
[tex] i_{B} = \frac{E}{R_{eq(B)}} = \frac{E}{3R/2} [tex]
[tex] i_{B} = \frac{2E}{3R} [tex]
Assim,
[tex]i'_{1} = i'_{3} = \frac{E}{3R} [tex] e [tex] i_{2} = \frac{2E}{3R} [tex]
Do exposto, concluímos que a lâmpada 1 brilhará mais quando a chave estiver na posição A. De fato, se [tex]R_{eq (A)} < R_{eq (B)}[tex], a intensidade total da corrente elétrica será maior, e a intensidade da corrente elétrica que percorre a lâmpada 1 também o será, como mostrado nos cálculos.
Como a potência elétrica de uma lâmpada pode ser de terminada por [tex]P = Ri^{2}[tex], um maior valor de “i” implica maior potência “P”, ou seja, maior brilho.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
A capacidade de limpeza e a eficiência de um sabão dependem de sua propriedade de formar micelas estáveis, que arrastam com facilidade as moléculas impregnadas no material a ser limpo. Tais micelas têm em sua estrutura partes capazes de interagir com substâncias polares, como a água, e partes que podem interagir com substâncias apolares, como as gorduras e os óleos.
SANTOS, W. L. P.; MÓL, G. S. (Coords.). Química e sociedade. São Paulo: Nova Geração, 2005 (adaptado).
A substância capaz de formar as estruturas mencionadas é
Os sabões são sais carboxílicos de cadeia carbônica longa. Desta forma, essas moléculas possuem uma parte hidrofóbica (apolar) e outra parte hidrofílica (polar):
[tex] \underbrace{C_{17}H_{33}}_{apolar} \underbrace{COONa}_{polar} [tex]
A molécula da alternativa "A" é um hidrocarboneto, portanto, é apolar.
As moléculas das alternativas "C" e "D" possuem cadeias carbônicas pequenas, algo insuficiente para interagir de forma efetiva com as gorduras e os óleos.
A molécula da alternativa "E" é um éter com 8 átomos de C na cadeia carbônica e, portanto, possui baixa polaridade, algo insuficiente para interagir de forma efetiva com substâncias polares, como a água.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
A revelação das chapas de raios X gera uma solução que contém íons prata na forma de Ag(S₂O₃)₂³⁻. Para evitar a descarga desse metal no ambiente, a recuperação de prata metálica pode ser feita tratando eletroquimicamente essa solução com uma espécie adequada. O quadro apresenta semirreações de redução de alguns íons metálicos.
BENDASSOLLI, J. A. et al. Procedimentos para a recuperação de Ag de resíduos líquidos e sólidos. Química Nova, v. 26, n. 4, 2003 (adaptado).
Das espécies apresentadas, a adequada para essa recuperação é
Para ocorrer a recuperação do íon bis (tiossulfato) argentato (I) [tex]([Ag(S_{2}O_{3})_{2}]^{3–}[tex] é preciso utilizar uma espécie com menor potencial de redução padrão ([tex]E^{0}[tex]) que o mesmo. Dos metais apresentados pela tabela, alumínio (Al), estanho (Sn) e zinco (Zn) poderiam reduzir o ([tex][Ag(S_{2}O_{3})_{2}]^{3–}[tex] a prata metálica (Ag), entretanto apenas o estanho foi apresentado na forma metálica nas alternativas:
A voltagem positiva (+ 0,16 V) indica que a reação é espontânea.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Existem bactérias que inibem o crescimento de um fungo causador de doenças no tomateiro, por consumirem o ferro disponível no meio. As bactérias também fazem fixação de nitrogênio, disponibilizam cálcio e produzem auxinas, substâncias que estimulam diretamente o crescimento do tomateiro.
PELZER, G. Q. et al. Mecanismos de controle da murcha-de-esclerócio e promoção de crescimento tomateiro mediados pro rizobactérias. Tropical Plant Pathology, v. 36, n 2, mar.-abri.: 2011 (adaptado).
Qual dos processos biológicos mencionados indica uma relação ecológica de competição?
As bactérias competem com os fungos pelo íon ferro disponível no meio em que vivem. As bactérias captam o ferro e, consequentemente, inibem o crescimento do fungo que causa doenças no tomateiro.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Uma região de Cerrado possui lençol freático profundo, estação seca bem marcada, grande insolação e recorrência de incêndios naturais. Cinco espécies de árvores nativas, com as características apresentadas no quadro, foram avaliadas quanto ao seu potencial para uso em projetos de reflorestamento nessa região.
Qual é a árvore adequada para o reflorestamento dessa região?
A presença de raízes profundas facilita a obtenção de água do lençol freático. A cera, recobrindo a folha, diminui a perda de água por transpiração, adaptando-a à estação seca.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na figura. Sobre a extremidade superior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se um objeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, com auxílio de um manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calor fornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores Δh, como mostrado no gráfico. Foram estudadas, separadamente, quantidades equimolares de dois diferentes gases, denominados M e V.
A diferença no comportamento dos gases no experimento decorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentar
De acordo com a Equação de Clapeyron, temos:
p V = n R T
p A Δh = n R T
A pressão sobre o gás é mantida constante e, por tanto:
Para a mesma quantidade de calor fornecida, de acordo com o gráfico dado, o valor de Δh é maior para o gás M e, portanto, o gás M atingiu maior temperatura.
De acordo com a relação Q = C ΔT, em que C representa a capacidade calorífica do gás, concluímos que, para o mesmo Q, um valor maior de ΔT implica menor valor de C.
[tex] Gás M: Δh_{maior} → ΔT_{maior} → C_{menor} [tex]
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
A aplicação excessiva de fertilizantes nitrogenados na agricultura pode acarretar alterações no solo e na água pelo acúmulo de compostos nitrogenados, principalmente a forma mais oxidada, favorecendo a proliferação de algas e plantas aquáticas e alterando o ciclo do nitrogênio, representado no esquema. A espécie nitrogenada mais oxidada tem sua quantidade controlada por ação de microrganismos que promovem a reação de redução dessa espécie, no processo denominado desnitrificação.
O processo citado está representado na etapa
O processo da desnitrificação, realizado por bactérias, está indicada, no esquema, pelo algarismo V.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
O pêndulo de Newton pode ser constituído por cinco pêndulos idênticos suspensos em um mesmo suporte. Em um dado instante, as esferas de três pêndulos são deslocadas para a esquerda e liberadas, deslocando-se para a direita e colidindo elasticamente com as outras duas esferas, que inicialmente estavam paradas.
O movimento dos pêndulos após a primeira colisão está representado em:
Considerando-se as colisões elásticas, deverá haver conservação da quantidade de movimento e da energia cinética total do sistema formado pelas cinco esferas. Isto ocorre na opção C, supondo-se que as três esferas da direita tenham a mesma velocidade com a qual as três bolas incidiram.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
A forma das moléculas, como representadas no papel, nem sempre é planar. Em um determinado fármaco, a molécula contendo um grupo não planar é biologicamente ativa, enquanto moléculas contendo substituintes planares são inativas.
O grupo responsável pela bioatividade desse fármaco é
Todas as moléculas citadas são provenientes do metano ([tex]CH_{4}[tex]) pela substituição de um H por um grupo.
O grupo ciclo-hexil não é plano, portanto, é o grupo responsável pela bioatividade desse fármaco.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
A elevação da temperatura das águas de rios, lagos e mares diminui a solubilidade do oxigênio, pondo em risco as diversas formas de vida aquática que dependem desse gás. Se essa elevação de temperatura acontece por meios artificiais, dizemos que existe poluição térmica. As usinas nucleares, pela própria natureza do processo de geração de energia, podem causar esse tipo de poluição.
Que parte do ciclo de geração de energia das usinas nucleares está associada a esse tipo de poluição?
A poluição térmica causada pelas usinas nucleares provém do sistema de resfriamento de seu radiador (condensador).
Em geral, essas usinas são construídas à margem de rios, lagos ou mares e o citado resfriamento aquece sobremaneira as águas locais. Com esse aquecimento, essas águas reduzem a solubilidade do oxigênio, tornando-se praticamente estéreis, já que dizimam a base da cadeia alimentar.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Para entender os movimentos dos corpos, Galileu discutiu o movimento de uma esfera de metal em dois planos inclinados sem atritos e com a possibilidade de se alterarem os ângulos de inclinação, conforme mostra a figura. Na descrição do experimento, quando a esfera de metal é abandonada para descer um plano inclinado de um determinado nível, ela sempre atinge, no plano ascendente, no máximo, um nível igual àquele em que foi abandonada.
Galileu e o plano inclinado. Disponível em: www.fisica.ufpb.br. Acesso em: 21 de ago. 2012 (adaptado).
Se o ângulo de inclinação do plano de subida foi reduzido a zero, a esfera
A esfera continuará com velocidade constante por inércia (1.ª Lei de Newton), pois a força resultante será nula e, consequentemente, o impulso resultante também será nulo.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Uma proposta de dispositivo capaz de indicar a qualidade da gasolina vendidas em postos e, consequentemente, evitar fraudes, poderia utilizar o conceito de refração luminosa. Nesse sentido, a gasolina não adulterada, na temperatura ambiente, apresenta razão entre os senos dos raios incidente e refratado igual a 1,4. Desse modo, fazendo incidir o feixe de luz proveniente do ar com um ângulo fixo e maior que zero, qualquer modificação no ângulo do feixe refratado indicará a adulteração no combustível.
Em uma fiscalização rotineira, o teste apresentou o valor de 1,9. Qual foi o comportamento do raio refratado?
De acordo com a Lei de Snell:
[tex] \frac{sen\ i}{sen\ r} = \frac{n_{2}}{ n_{1}} = 1,4 [tex]
[tex] \frac{sen\ i}{sen\ r'} = \frac{n'_{2}}{ n_{1}} = 1,9 [tex]
Logo, [tex] sen\ r' < sen\ r \iff r' < r [tex]
O raio luminoso refratado se aproximou mais da normal.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Em um laboratório de genética experimental, observou-se determinada bactéria continha um gene que conferia resistência a pragas específicas de plantas. Em vista disso, os pesquisadores procederam de acordo com a figura.
Disponível em: http://ciencia.hsw.uol.com.br. Acesso em: 22 nov. 2013 (adaptado).
Do ponto de vista biotecnológico, como a planta representada na figura é classificada?
A planta é classificada como transgênica, pois recebe, incorpora e expressa o gene advindo de uma outra espécie.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Visando minimizar impactos ambientais, a legislação brasileira determina que resíduos químicos lançados diretamente no corpo receptor tenham pH entre 5,0 e 9,0. Um resíduo líquido aquoso gerado em um processo industrial tem concentração de íons hidroxila igual a 1,0 × 10⁻¹⁰ mol/L. Para atender a legislação, um químico separou as seguintes substâncias, disponibilizadas no almoxarifado da empresa: CH₃COOH, Na₂SO₄, CH₃OH, K₂CO₃ e NH₄Cl.
Para que o resíduo possa ser lançado diretamente no corpo receptor, qual substância poderia ser empregada no ajuste do pH?
Cálculo do pH do resíduo líquido gerado
[tex] [OH^{-}] = 1,0 \cdot 10^{-10}\ mol/L [tex]
[tex] pOH = - log [OH^{-}] = - log (1,0 \cdot 10^{-10}) [tex]
[tex] pOH = 10 [tex]
Considerando temperatura de 25°C
pH + pOH = 14,0
pH = 14,0 – 10,0 = 4,0
O resíduo apresenta caráter ácido e devemos adicionar substância de caráter básico para aumentar o pH para o valor desejado (entre 5,0 e 9,0).
Analisando as alternativas, temos:
A) [tex]CH_{3}COOH[tex] (ácido etanoico) → caráter ácido.
B) [tex]Na_{2}SO_{4}[tex] (sulfato de sódio) → sal derivado de ácido forte e base forte que não se hidrolisa. Não altera o pH do resíduo.
C) [tex]CH_{3}OH[tex] (metanol) → álcool de caráter neutro: Não irá alterar o pH do resíduo.
D) [tex]K_{2}CO_{3}[tex] (carbonato de potássio) → sal de ácido fraco e base forte. Irá sofrer hidrólise alcalina formando íons OH– que irão neutralizar íons H+ do resíduo aumentando o pH do mesmo.
E) [tex]NH_{4}Cl[tex] (cloreto de amônio) → sal de ácido forte e base fraca. Irá sofrer hidrólise ácida formando íons [tex]H^{+}[tex] diminuindo o pH do resíduo.
[tex] NH_{4}^{+} + H_{2}O \iff NH_{3} + H_{3}O^{+} [tex]
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Parte do gás carbônico da atmosfera é absorvida pela água do mar. O esquema representa reações que ocorrem naturalmente, em equilíbrio, no sistema ambiental marinho. O excesso de dióxido de carbono na atmosfera pode afetar os recifes de corais.
O resultado desse processo nos corais é o(a)
A diminuição do pH das águas marinhas causa danos aos exoesqueletos calcários, diminuindo o tamanho das populações dos cnidários (corais) formadores de recifes.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
O funcionamento dos geradores de usinas elétricas baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday no século XIX. Pode-se observar esse fenômeno ao se movimentar um imã e uma espira em sentidos opostos com módulo da velocidade igual a v, induzindo uma corrente elétrica de intensidade i, como ilustrados na figura.
A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura, utilizando os mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a
Inicialmente, temos um afastamento relativo entre o ímã (polo norte) e a primeira espira (lado esquerdo) da bobina. Com esse afastamento, a polaridade magnética da espira é um polo sul de acordo com a Lei de Lenz e a corrente elétrica tem o sentido horário (visto pelo ímã).
Se invertermos a polaridade do ímã e produzirmos uma aproximação relativa entre eles, de acordo com a Lei de Lenz, haverá uma repulsão entre a espira e o ímã. Consequentemente, surge na espira um polo sul magnético e a corrente terá o sentido horário (visto do ímã).
Um dos modos de se fazer a aproximação relativa é movimentar a bobina para a esquerda e o ímã (invertido) para a direita.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Segunda a teoria evolutiva mais aceita hoje, as mitocôndrias, organelas celulares responsáveis pela produção de ATP em células eucariotas, assim como os cloroplastos, teriam sido originados de procriontes ancestrais que foram incorporados por células mais complexas.
Uma característica da mitocôndria que sustenta essa teoria é a
Uma característica que evidencia a origem por endossimbiose das mitocôndrias e dos cloraplastos é a presença, nessas organelas, de DNA circular semelhante ao bacteriano e capacidade de autoduplicação.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
No heredograma, os símbolos preenchidos representam pessoas portadoras de um tipo raro de doença genética. Os homens são representados pelos quadrados e as mulheres, pelos círculos.
Qual é o padrão de herança observado para essa doença?
label class="bpw_answerTxtCtr"> Codominante autossômico, pois a doença é herdada pelos filhos de ambos os sexos, tanto do pai quanto da mãe.
O heredograma mostra o padrão de herança dominante e ligada ao sexo, pois todas as filhas de homens afetados também apresentam a doença.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Um pesquisador percebe que o rótulo de um dos vidros em que guarda um concentrado de enzimas digestivas está ilegível. Ele não sabe qual enzima o vidro contém, mas desconfia que seja uma protease gástrica, que age no estômago digerindo proteínas. Sabendo que a digestão no estômago é acida e no intestino é básica, ele monta cinco tubos de ensaio com alimentos diferentes, adiciona o concentrado de enzimas em soluções com pH determinado e aguarda para ver se a enzima age em algum deles.
O tubo de ensaio em que a enzima deve agir para indicar que a hipótese do pesquisador está correta é aquele que contém:
A enzima (protease gástrica) deve agir no tubo de ensaio que contenha proteínas (pedaço de carne) em solução com pH ácido (abaixo de 7), isso porque existe uma especificidade da enzima para com seu respectivo substrato. Cada enzima também possui um pH ótimo para desempenhar suas funções, seja no estômago (ácido), na boca (neutro) ou no intestino (básico ou alcalino) para com isso potencializar sua ação.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Alguns sistemas de segurança incluem detectores de movimento. Nesses sensores, existe uma substância que se polariza na presença de radiação eletromagnética de certa região de frequência, gerando uma tensão que pode ser amplificada e empregada para efeito de controle. Quando uma pessoa se aproxima do sistema, a radiação emitida por seu corpo é detectada por esse tipo de sensor.
WENDLING, M. Sensores. Disponível em www2.feg.unesp.br. Acesso em 7 de maio 2014 (adaptado)
A radiação captada por esse detector encontra-se na região de frequência:
A radiação eletromagnética emitida por uma pessoa está na faixa do infravermelho.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
O estudo de compostos orgânicos permite aos analistas definir propriedades físicas e químicas responsáveis pelas características de cada substância descoberta. Um laboratório investiga moléculas quirais cuja cadeia carbônica seja insaturada, heterogênea e ramificada.
A fórmula que se enquadra nas características da molécula investigada é:
A molécula quiral (que possui átomo de carbono assimétrico, com 4 ligantes diferentes) cuja cadeia carbônica é insaturada, heterogênea e ramificada é:
[tex] CH_{3}– (CH)_{2}– CH(CH_{3})–CO–NH–CH_{3} [tex]
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Em um hospital havia cinco lotes de bolsas de sangue, rotulados com os códigos I, II, III, IV e V. Cada lote continha apenas um tipo sanguíneo não identificado. Uma funcionária do hospital resolveu fazer a identificação utilizando dois tipos de soro, anti-A e anti-B. Os resultados obtidos estão descritos no quadro.
Quantos litros de sangue eram do grupo sanguíneo do tipo A?
O sangue do tipo A possui apenas aglutinogênio A na hemácia, logo apresentará somente reação positiva (aglutinação) com o soro anti-A, conforme indicado no lote II.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
O principal processo industrial utilizado na produção de fenol é a oxidação do cumeno (isoprilbenzeno). A equação mostra que esse processo envolve a formação do hidroperóxido de cumila, que em seguida é decomposto em fenol e acetona, ambos usados na indústria química como precursores de moléculas mais complexas. Após o processo de síntese, esses dois insumos devem ser separados para comercialização individual.
Considerando as características físico-químicas dos dois insumos formados, o método utilizado para a separação da mistura, em escala industrial, é a
Temos no final do processo industrial uma mistura de fenol e acetona que podem ser separados por destilação fracionada. O fenol deve possuir maior ponto de ebulição que acetona, pois estabelece interações intermoleculares (ligação de hidrogênio) mais fortes que as das moléculas da acetona.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Os parasitoides (misto de parasitas e predadores) são insetos diminutos que têm hábitos muito peculiares: suas larvas podem se desenvolver dentro do corpo de outros organismos, como mostra a figura. A forma adulta se alimenta de pólen e açúcares. Em geral, cada parasitoide ataca hospedeiros de determinada espécie e, por isso, esses organismos vêm sendo amplamente usados para os controle biológico de pragas agrícolas.
Ciclo de vida de um inseto parasitoide de lagartas
SANTO, M. M. E.; FARIA, M. L. Parasitoides: Insetos benéficos e cruéis. Ciência Hoje, v. 49, n. 291, abr. 2012 (adaptado).
A forma larval do parasitoide assume qual papel nessa cadeia alimentar?
Ao se alimentar da lagarta que ingere os produtos agrícolas, o parasitoide assume o papel de consumidor secundário na cadeia alimentar de que participa.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Um professor utiliza essa história em quadrinhos para discutir com os estudantes o movimento de satélites. Nesse sentido, pede a eles que analisem o movimento do coelhinho, considerando o módulo da velocidade constante.
Desprezando a existência de forças dissipativas, o vetor aceleração tangencial do coelhinho, no terceiro quadrinho, é
Sendo a órbita circular, o movimento será uniforme e a aceleração tangencial será nula.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
A utilização de processos de birremediação de resíduos gerados pela combustão incompleta de compostos orgânicos tem se tornado crescente, visando minimizar a poluição ambiental. Para ocorrência de resíduos de naftaleno, algumas legislações limitam sua concentração em até 30mg/Kg para solo agrícola e 0,14mg/L para água subterrânea. A quantificação desse resíduo foi realizada em diferentes ambientes, utilizando-se amostras de 500 g de solo e 100 mL de água, conforme apresentado no quadro.
O ambiente que necessita de biorremediação é o(a)
Solo (I): 500g de solo.
[tex] 1,0 \cdot 10^{-2}g ----- 500g\ de\ solo [tex]
[tex] x\ g ----- 1\ 000g\ de\ solo\ (1kg) [tex]
[tex] x = \frac{1000\ \cdot\ 10^{-2}}{500} = 2,0 \cdot 10^{-2} [tex]
[tex] x = 20\ mg\ de\ nafaleno [tex]
Solo (II): 500g de solo.
[tex] 2,0 \cdot 10^{-2}g ----- 500g\ de\ solo [tex]
[tex] y\ g ----- 1\ 000g\ de\ solo\ (1kg) [tex]
[tex] y = \frac{2000 \cdot 10^{-2}}{500} = 4,0 \cdot 10^{-2} [tex]
[tex] y = 20\ mg\ de\ nafaleno [tex]
Água (I): 100ml de água.
[tex] 7,0 \cdot 10^{-6}g ----- 100mL\ de\ água [tex]
[tex] z ----- 1\ 000mL\ de\ solo\ (1L) [tex]
[tex] z = \frac{7000 \cdot 10^{-6}}{100} = 70 \cdot 10^{-6} [tex]
[tex] z = 0,070\ mg\ de\ nafaleno [tex]
Água (II): 100ml de água.
[tex] 8,0 \cdot 10^{-6}g ----- 100mL\ de\ água [tex]
[tex] w ----- 1\ 000mL\ de\ água\ (1L) [tex]
[tex] w = \frac{8000 \cdot 10^{-6}}{100} = 80 \cdot 10^{-6} [tex]
[tex] w = 0,080\ mg\ de\ nafaleno [tex]
Água (III): 100ml de água.
[tex] 9,0 \cdot 10^{-6}g ----- 100mL\ de\ água [tex]
[tex] t ----- 1\ 000mL\ de\ água\ (1L) [tex]
[tex] w = \frac{9000 \cdot 10^{-6}}{100} = 90 \cdot 10^{-6} [tex]
[tex] w = 0,090\ mg\ de\ nafaleno [tex]
O único que ultrapassa o limite é o solo (II).
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Ao sintonizarmos uma estação de rádio ou um canal de TV em um aparelho, estamos alterando algumas características elétricas de seu circuito receptor. Das inúmeras ondas eletromagnéticas que chegam simultaneamente ao receptor, somente aquelas que oscilam com determinada frequência resultarão em máxima absorção de energia. O fenômeno descrito é a
A condição de máxima absorção de energia é a igualdade de frequências entre o aparelho receptor e a onda eletromagnética incidente. Este fenômeno é chamado de ressonância.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Imunobiológicos: diferentes formas de produção, diferentes aplicações
Embora sejam produzidos e utilizados em situações distintas, os imunobiológicos I e II atuam de forma semelhante aos humanos e equinos, pois:
Os imunobiológicos I e II são antígenos que estimulam a produção de anticorpos em humanos e equinos.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Grande quantidade dos maus odores do nosso dia a dia está relacionada a compostos alcalinos. Assim, em vários desses casos pode-se utilizar o vinagre, que contém entre 3,5% e 5% de ácido acético, para diminuir ou eliminar o mau cheiro. Por exemplo, lavar as mãos com vinagre e depois enxaguá-las com água elimina o odor de peixe, já que a molécula de piridina (C5H5N) é uma das substâncias responsáveis pelo odor característico de peixe podre.
SILVA, V. A.; BENITE, A. M. C.; SOARES, M.H.F.B. Algo aqui não cheira bem. A química do mau cheiro.
A eficiência do uso do vinagre nesse caso se explica pela:
A piridina tem caráter básico, por apresentar par de elétrons não ligante no átomo de nitrogênio do ciclo.
Ela pode ser neutralizada pela reação com um ácido (no caso o ácido acético do vinagre) produzindo um sal sem odor.
[tex] C_{5}H_{5}N + H_{3}CCOOH → (C_{5}H_{5}NH)^{+} (H_{3}CCOO)^{-} [tex]
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Quando adolescente, as nossas tardes, após as aulas, consistiam em tomas às mãos o violão e o dicionário, de acordes de Almir Chediak e desafiar nosso amigo Hamilton a descobrir, apenas ouvindo o acorde, quais notas eram escolhidas. Sempre perdíamos a aposta, ele possui o ouvido absoluto. O ouvido absoluto é uma característica perceptual de poucos indivíduos capazes de identificar notas isoladas sem outras referências, isto é, sem precisar relacioná-las com outras notas de uma melodia.
LENT, R. O cérebro do meu professor de acórdão. Disponível em: http://cienciahoje.uol.com.br Acesso: 15 de ago 2012 (adaptado).
No contexto apresentado, a propriedade física das ondas que permite essa distinção entre as notas é a:
Cada nota componente de um acorde musical é caracterizada por sua altura, propriedade acústica associada à frequência típica da nota considerada.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Grandes fontes de emissão do gás dióxido de enxofre são as indústrias de extração de cobre e níquel, em decorrência da oxidação dos minérios sulfurados. Para evitar a liberação desses óxidos na atmosfera e a consequente formação da chuva ácida, o gás pode ser lavado, em um processo conhecido como dessulfurização, conforme mostrado na equação (1).
CaCO₃(s) + SO₂ (g) → CaSO₃ (s) + CO₂ (g) (1 )
Por sua vez, o sulfito de cálcio formado pode ser oxidado, com o auxílio do ar atmosférico, para obtenção do sulfato de cálcio, como mostrado na equação (2). Essa etapa e de grande interesse porque o produto da reação, popularmente conhecido como gesso, é utilizado para fins agrícolas.
2 CaSO₃ (s) + O₂ (g) → 2 CaSO₄ (s) (2 )
As massas molares dos elementos carbono, oxigênio, enxofre e cálcio são iguais a 12g/mol, 16g/mol, 32g/mol e 40g/mol, respectivamente.
BAIRD, C. Química Ambiental. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado).
Considerando um rendimento de 90% no processo, a massa de gesso obtida, em gramas, por mol de gás retido é mais próxima de
Equação (1)
[tex] CaCO_{3}(s) + SO_{2}(g) → CaSO_{3}(s) + CO_{2}(g) [tex]
Dividindo a equação (2) por 2:
[tex] CaCO_{3}(s) + \frac{1}{2}O_{2}(g) → CaSO_{4}(s) [tex]
Somando as duas, temos:
[tex] CaCO_{3}(s) + SO_{2} + \frac{1}{2}O_{2}(g) → CaSO_{4}(s) + CO_{2}(g) [tex]
Para cada mol de [tex] SO_{2}[tex] (g) retido, será obtido 1 mol de [tex] CaSO_{4}[tex] (s) com rendimento de 90%.
[tex] M(CaSO_{4})[tex] = (40 + 32 + 4 x 16) g/mol = 136 g/mol Como o rendimento é de 90%, temos:
[tex] 136\ g ----- 100 \% [tex]
[tex] x ----- 90 \% [tex]
[tex] x = \frac{136\ \cdot\ 90}{100} = 122,4\ g\ de\ CaSO_{4} [tex]
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Na década de 1990, células do cordão umbilical de recém-nascidos humanos começaram a ser guardadas por crioperservação, uma vez que apresentam alto potencial terapêutico em consequência de suas características peculiares.
O poder terapêutico dessas células baseia-se em sua capacidade de
O cordão umbilical possui células-tronco, isto é, células que podem diferenciar-se, originando células especializadas.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
As lentes fotocromáticas escurecem quando expostas à luz solar por causa de reações químicas reversíveis entre uma espécie incolor e outra colorida. Diversas reações podem ser utilizadas, e a escolha do melhor reagente para esse fim se baseia em três principais aspectos: (i) o quanto escurece a lente, (ii) o tempo de escurecimento quando exposta à luz solar; e (iii) o tempo de esmaecimento em ambiente sem forte luz solar. A transmitância indica a razão entre a quantidade de luz que atravessa o meio e a quantidade de luz que incide sobre ele.
Durante um teste de controle para o desenvolvimento de novas lentes fotocromáticas, foram analisadas cinco amostras, que utilizam reagentes químicos diferentes. No quadro, são apresentados os resultados.
Considerando os três aspectos, qual é a melhor amostra de lente fotocromáticas para se utilizar em óculos?
A lente fotocromática ideal deve ter os tempos de escurecimento e esmaecimento mínimos.
Além disso, a transmitância média, prioritária na escolha, deve contemplar valores máximos em ambientes escuros e mínimos em ambientes claros.
O valor de 50% de transmitância média atende de forma eficiente os dois casos.
A lente que melhor contempla as ponderações acima é a citada na alternativa c.
(ENEM 2014 - 1ª Aplicação).
Com o objetivo de substituir as sacolas de polietileno, alguns supermercados têm utilizado um novo tipo de plástico ecológico, que apresenta em sua composição amido de milho e uma resina polimérica termoplástica, obtida a partir de uma fonte petroquímica.
ERENO, D. Plásticos de vegetais. Pesquisa Fapesp, n. 179, jan. 2011 (adaptado).
Nesses plásticos, a fragmentação da resina polimérica é facilitada porque os carboidratos presentes
Nesses plásticos, a fragmentação da resina polimérica é facilitada porque os carboidratos presentes são digeridos por organismos decompositores.
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