Atividades de misturas homogêneas e heterogêneas para o ENEM com gabarito

Quando preparo uma revisão de Química para o ENEM, procuro ligar a classificação das misturas a situações em que o estudante precisa interpretar dados, comparar materiais e justificar uma escolha. Não basta decorar que uma mistura homogênea apresenta uma fase e que uma heterogênea apresenta mais de uma: também é importante observar o que se dissolve, o que permanece separado e quais propriedades ajudam a caracterizar cada sistema.

As questões abaixo permitem retomar esse núcleo e praticar cálculos associados, como molaridade, densidade e porcentagem em massa. Algumas ampliam o contexto para propriedades de materiais e impactos ambientais; uso essas questões para discutir leitura cuidadosa e aplicação de conceitos, sem perder de vista o tema da aula.

O que o aluno de ENEM precisa saber sobre Misturas homogêneas e heterogêneas

Para resolver questões sobre misturas no ENEM, o estudante precisa distinguir sistema homogêneo, com uma fase visível e propriedades uniformes em sua extensão, de sistema heterogêneo, no qual há duas ou mais fases. Essa classificação depende das fases presentes, não do número de substâncias: água com sal dissolvido forma uma solução homogênea, enquanto água com areia mantém uma fase sólida distinta. Também é necessário compreender que soluções podem ser descritas por concentração, incluindo molaridade, calculada pela quantidade de matéria do soluto dividida pelo volume da solução em litros. Em situações experimentais, entram ainda densidade, fração percentual em massa, solubilidade e métodos de separação. Emulsões e coloides exigem atenção: não se comportam como soluções verdadeiras e podem demandar técnicas diferentes de decantação ou filtração simples. Por fim, o estudante deve interpretar tabelas e relacionar propriedades dos materiais às condições de uso.

O que ele precisa saber antes

Nas questões reunidas, os pré-requisitos incluem cálculo de molaridade, dissolução de sais, leitura das propriedades de materiais e interação química. Para as questões quantitativas, vale retomar a relação M = n/V, lembrando que o volume deve estar em litros, e o cálculo da quantidade de matéria pela massa dividida pela massa molar. Densidade também aparece: a massa pode ser obtida por m = ρV, desde que as unidades sejam compatíveis.

Para as questões de separação, os estudantes precisam reconhecer métodos como decantação, filtração, centrifugação, coagulação e ultrafiltração. A comparação entre materiais pede leitura atenta de tabelas. Já as questões sobre sabão e materiais de embalagem mobilizam propriedades químicas e avaliação de consequências ambientais. Esses conhecimentos ajudam a não tratar toda mistura como se pudesse ser separada da mesma maneira.

Onde os alunos mais erram

Um erro recorrente no conjunto é confundir a solução líquida com a mistura final. Na questão da água, do NaCl e da areia, o sal se dissolve, mas a areia continua como fase separada. Por isso, embora exista uma solução aquosa de NaCl, o sistema descrito como um todo é heterogêneo. Outro ponto de atenção é usar 500 mL como se fossem 500 L ou não converter o volume para 0,500 L antes de calcular a molaridade.

Também é comum selecionar um método de separação sem considerar o tamanho e o comportamento das partículas: filtração simples não resolve toda emulsão, e coloides não decantam como grãos de areia. Nos cálculos de densidade, usar diretamente o volume como se fosse massa leva a erro, como ocorre com o tolueno. Nas questões contextualizadas, um distrator pode parecer plausível porque atende a apenas um critério; é preciso confrontar a alternativa com todos os dados do enunciado.

Como trabalhar em sala

• Classifique exemplos cotidianos: proponha água com sal, água com areia e óleo com água. Peça que a turma identifique componentes e fases, explicando a diferença entre substância dissolvida e fase visível.
• Faça estimativas antes das contas: em problemas de molaridade, peça que os estudantes indiquem as unidades esperadas e convertam mililitros para litros antes de substituir valores na fórmula.
• Compare métodos de separação: apresente areia, emulsão e coloide como casos distintos. A turma pode justificar por que um método adequado para um sistema pode ser ineficiente para outro.
• Use tabelas para decisões: em questões sobre embalagens, solicite que os estudantes sublinhem cada critério — permeabilidade, resistência e migração — antes de escolher a opção que atende ao conjunto.
• Corrija pelo raciocínio: ao revisar as alternativas, peça que cada dupla explique qual dado invalida o distrator. Assim, o gabarito vira oportunidade para revisar conceitos, e não apenas conferir letras.

Questões prontas de Misturas homogêneas e heterogêneas para o ENEM (com gabarito comentado)

As questões a seguir preservam os enunciados e os dados fornecidos. Algumas abordam conteúdos próximos, como propriedades de materiais e soluções, que podem ser trabalhados como extensão ou revisão interdisciplinar dentro da preparação de Química.

Questão 1 — Solução salina, molaridade e pH

Um técnico prepara solução salina 0,9% (m/v) dissolvendo 9,0 g de NaCl em água até 1,00 L. Calcule a molaridade (M) e indique o pH esperado sabendo que NaCl(s) → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq) e que o sal não hidrolisa. (MM NaCl = 58,45 g·mol⁻¹)

• ❌ A) 0,0154 M e pH ≈ 7,0. Incorreta: há erro decimal na divisão de 9,0 g pela massa molar.
• ✅ B) 0,154 M e pH ≈ 7,0. Correta: 9,0 ÷ 58,45 = 0,154 mol; em 1,00 L, a molaridade é 0,154 mol/L. Como o NaCl não hidrolisa, o pH esperado é aproximadamente neutro.
• ❌ C) 0,154 M e pH ≈ 9,0. Incorreta: o cálculo da molaridade está certo, mas o NaCl não torna a solução básica.
• ❌ D) 0,154 M e pH ≈ 5,5. Incorreta: o sal, nas condições informadas, não acidifica a solução.
• ❌ E) 0,308 M e pH ≈ 7,0. Incorreta: a concentração apresentada é o dobro do valor obtido com os dados do problema.

Questão 2 — Resistência elétrica em fios de cobre e alumínio

Em um projeto de melhoria da rede elétrica de uma comunidade de Manaus, comparam-se dois fios de mesmo comprimento e mesma área: cobre e alumínio. Dados: L = 100 m, A = 3,0 mm², I = 10,0 A, ρCu = 1,68 × 10⁻⁸ Ω·m e ρAl = 2,82 × 10⁻⁸ Ω·m. Use R = ρL/A, P = I²R e 1 mm² = 1,0 × 10⁻⁶ m². Calcule a resistência e a potência dissipada em cada fio e identifique o material que minimiza as perdas.

• ❌ A) RCu = 5,04 × 10⁻¹² Ω e PCu = 5,04 × 10⁻¹⁰ W; RAl = 8,46 × 10⁻¹² Ω e PAl = 8,46 × 10⁻¹⁰ W; cobre. Incorreta: inverte a relação da fórmula, usando a área no numerador e o comprimento no denominador.
• ❌ B) RCu = 0,94 Ω e PCu = 94 W; RAl = 0,56 Ω e PAl = 56 W; alumínio. Incorreta: troca as resistividades associadas aos materiais, contrariando os dados.
• ✅ C) RCu = 0,56 Ω e PCu = 56 W; RAl = 0,94 Ω e PAl = 94 W; cobre. Correta: A = 3,0 × 10⁻⁶ m². Aplicando as fórmulas, obtêm-se 0,56 Ω e 56 W para o cobre, e 0,94 Ω e 94 W para o alumínio. O cobre dissipa menos potência.
• ❌ D) RCu = 0,94 Ω e PCu = 94 W; RAl = 0,94 Ω e PAl = 94 W. Incorreta: atribui a mesma resistividade aos dois fios, embora os materiais tenham valores diferentes.
• ❌ E) RCu = 560 Ω e PCu = 56 000 W; RAl = 940 Ω e PAl = 94 000 W. Incorreta: a conversão da área está errada; 3,0 mm² corresponde a 3,0 × 10⁻⁶ m².

Questão 3 — Escolha de embalagem para suco acidificado

Uma cooperativa compara embalagens para suco de laranja acidificado com ácido cítrico, pH 3,5. Quanto menores a permeabilidade ao oxigênio e a migração de substâncias da embalagem para o alimento, menores tendem a ser a entrada de oxigênio e a transferência de componentes. HDPE: permeabilidade 15, resistência boa, migração 0,5 mg·L⁻¹. PET: 1, resistência boa, 0,1 mg·L⁻¹. Vidro: 0, resistência excelente, 0,01 mg·L⁻¹. Qual material é mais favorável à conservação e à redução da interação química?

• ❌ A) Todos. Incorreta: todos têm resistência suficiente, mas os valores de permeabilidade e migração não são iguais.
• ❌ B) PET, pelo equilíbrio entre resistência e migração. Incorreta: o vidro apresenta resistência excelente e migração menor.
• ❌ C) PET, por superar o HDPE. Incorreta: embora seja melhor que HDPE nesses critérios, não supera o vidro.
• ❌ D) HDPE, por ter boa resistência ao ácido. Incorreta: apresenta maior permeabilidade e migração, além de resistência inferior à do vidro.
• ✅ E) Vidro. Correta: reúne permeabilidade nula ao oxigênio, resistência excelente ao ácido cítrico e a menor migração da tabela.

Questão 4 — Areia em solução aquosa de NaCl

Foram dissolvidos completamente 50,0 g de NaCl em 450 g de água, a 25 °C. Depois, adicionaram-se 5,0 g de areia, que não se dissolveu. A fase líquida foi transferida e seu volume, correspondente à solução aquosa de NaCl, medido como 500 mL. Considere Na = 23 e Cl = 35,5. Como se classifica a mistura final e qual é a molaridade da solução aquosa nela presente?

• ❌ A) Mistura heterogênea; 0,17 mol/L. Incorreta: a classificação está certa, mas o resultado decorre de conversão inadequada do volume ou da divisão incorreta.
• ❌ B) Mistura homogênea; 1,71 mol/L. Incorreta: calcula a molaridade, mas ignora a areia insolúvel ao classificar o sistema completo.
• ❌ C) Mistura heterogênea; 0,855 mol/L. Incorreta: 0,855 mol é a quantidade de matéria, não a molaridade; é preciso dividir por 0,500 L.
• ❌ D) Mistura heterogênea; 1,00 mol/L. Incorreta: não corresponde à divisão da quantidade de matéria pelo volume fornecido.
• ✅ E) Mistura heterogênea; 1,71 mol/L. Correta: a areia forma uma fase distinta. A massa molar do NaCl é 58,5 g/mol; 50,0 ÷ 58,5 = 0,855 mol. Como 500 mL = 0,500 L, M = 0,855 ÷ 0,500 = 1,71 mol/L.

Questão 5 — Métodos de separação de misturas

Considere três amostras aquosas: (1) areia, com raio aproximado de 200 µm; (2) emulsão óleo/água, com gotículas de cerca de 1 µm; (3) sílica coloidal, com raio aproximado de 10 nm. Usando a lei de Stokes para a amostra 1, qual conjunto de métodos de separação é mais adequado?

• ✅ A) 1: decantação/filtração; 2: centrifugação ou coalescedor; 3: coagulação química + ultrafiltração. Correta: a areia sedimenta com rapidez; gotículas micrométricas podem exigir centrifugação ou coalescência; o coloide demanda coagulação e membrana fina.
• ❌ B) Coalescedor para as três amostras. Incorreta: coalescedores são indicados para emulsões, não para areia sólida nem para sílica coloidal nanométrica.
• ❌ C) Membrana de 10 nm para as três. Incorreta: pode servir ao coloide, mas é desnecessária e impraticável para areia e emulsões maiores.
• ❌ D) Centrifugação para areia, filtração simples para emulsão e decantação lenta para coloide. Incorreta: a areia sedimenta sem necessidade de centrifugação, a filtração simples não separa a emulsão e coloides não decantam como sólidos maiores.
• ❌ E) Ultrafiltração para areia, decantação para emulsão e filtração grossa para coloide. Incorreta: os métodos não se ajustam ao tamanho e ao comportamento das partículas indicados.

Questão 6 — Sabão e dispersante em mancha de óleo

Moradores planejam limpar manchas de óleo em um córrego com pH 6,2. Propõem usar sabão caseiro (NaC₁₇H₃₅COO) ou dispersante sintético. Considerando pKa ≈ 5 para o ácido graxo, qual opção é mais segura e sustentável?

• ❌ A) Adicionar ácido forte para protonar o sabão e precipitar o óleo. Incorreta: apesar de poder precipitar ácido graxo, acidificar o ambiente é perigoso para o ecossistema.
• ❌ B) Evitar qualquer agente porque a coleta mecânica é inviável e perigosa. Incorreta: a coleta mecânica é preferível quando possível; a alternativa não considera o uso de sabão biodegradável em pequena quantidade descrito nas opções.
• ❌ C) Usar NaCl sólido para facilitar a mistura com o óleo. Incorreta: o sal não emulsiona o óleo e pode alterar a salinidade local.
• ✅ D) Usar pequenas quantidades de sabão; em pH 6,2, ele está majoritariamente desprotonado, forma micelas e tende a ser mais biodegradável. Correta: pH − pKa ≈ 1,2, favorecendo a forma desprotonada, segundo os dados do enunciado.
• ❌ E) Aplicar dispersante sintético porque sempre é mais eficaz e não causa efeitos ambientais. Incorreta: dispersantes podem aumentar a solubilização de hidrocarbonetos e apresentar toxicidade para organismos aquáticos.

Questão 7 — Massa e porcentagem em massa em duas fases

Um frasco tem duas camadas: água (100 mL, densidade 1,00 g·mL⁻¹) embaixo e tolueno (C₇H₈, 50 mL, densidade 0,867 g·mL⁻¹) em cima. Calcule a massa de cada fase e a porcentagem em massa de tolueno no frasco.

• ✅ A) Água: 100,0 g; tolueno: 43,35 g; tolueno ≈ 30,3% em massa. Correta: m = ρV para cada líquido. A fração do tolueno é 43,35 ÷ (100 + 43,35) × 100 ≈ 30,3%.
• ❌ B) Água: 100,0 g; tolueno: 50,0 g; 33,3%. Incorreta: trata os 50 mL de tolueno como 50 g, sem usar sua densidade.
• ❌ C) Água: 100,0 g; tolueno: 43,35 g; 23,0%. Incorreta: as massas estão certas, mas o percentual calculado não corresponde à razão entre massa de tolueno e massa total.
• ❌ D) Água: 87,0 g; tolueno: 43,35 g; 33,3%. Incorreta: a densidade da água fornecida leva a 100,0 g, não 87,0 g.
• ❌ E) Água: 100,0 g; tolueno: 43,35 g; 43,3%. Incorreta: confunde a massa do tolueno, em gramas, com sua porcentagem na massa total.

Questão 8 — Propriedade do vidro temperado

Em um projeto arquitetônico, o arquiteto optou por usar vidro temperado. Qual propriedade torna esse material mais adequado em relação ao vidro comum?

• ❌ A) Baixa resistência a impactos. Incorreta: o vidro temperado apresenta maior resistência a impactos que o vidro comum.
• ❌ B) Menor custo. Incorreta: o vidro temperado tende a ser mais caro por causa de seu processo de fabricação.
• ✅ C) Maior resistência a choques. Correta: apresenta maior resistência a choques térmicos e mecânicos, conforme o conceito avaliado.
• ❌ D) Transparência inferior. Incorreta: o vidro temperado mantém boa transparência.
• ❌ E) Menor durabilidade. Incorreta: a alternativa afirma o contrário da propriedade comparativa indicada para o material.

Fechamento: transforme a revisão em prática

Para continuar o trabalho, selecione as questões que melhor correspondem ao objetivo da aula e use os erros das alternativas para orientar a revisão de conceitos. Você também pode consultar mais questões da habilidade EM13CNT307, preparar uma avaliação no gerador de provas do GeraProva ou fazer o cadastro grátis para organizar seus materiais.

Este material é um apoio para sua preparação e pode ser adaptado ao ritmo e ao planejamento da turma. Se quiser, use o GeraProva para montar uma nova prova e revisar os conteúdos com seus estudantes.