Atividades de Separação de misturas para o ENEM com gabarito

Quando preparo Química para o ENEM, procuro trabalhar separação de misturas a partir da situação descrita, e não como uma lista de nomes para decorar. Uma questão pode falar de água com sólidos suspensos, líquidos em camadas ou componentes que se dissolvem seletivamente; em cada caso, a pista está nas propriedades envolvidas e no objetivo da separação. Gosto de pedir que a turma marque essas pistas antes de escolher o método.

Também uso questões contextualizadas para conferir se a explicação se sustenta: filtração não resolve qualquer mistura, e conhecer o nome de uma técnica não basta se o estudante não identifica o que está sendo separado. A seleção abaixo reúne itens de métodos e propriedades, além de questões de extração ácido-base e cálculos que exigem atenção à quantidade de matéria. Comento cada alternativa para que você possa usar o material como atividade, revisão ou diagnóstico.

O que o aluno de ENEM precisa saber sobre Separação de misturas

Para resolver questões de separação de misturas no ENEM, o aluno precisa relacionar o método às propriedades dos componentes e às condições descritas. Na filtração, uma barreira porosa retém partículas sólidas insolúveis enquanto o líquido atravessa; na sedimentação, as partículas se depositam pela ação da gravidade. Água e óleo formam fases distintas porque são imiscíveis, e podem ser separados em funil de separação, com o escoamento controlado das camadas. Solubilidade também é uma pista: um componente pode passar para uma fase líquida enquanto outro permanece sólido, permitindo combinar dissolução e filtração. Para misturas gasosas, a destilação fracionada depende das diferenças entre temperaturas de ebulição, após a liquefação dos gases. Em extrações ácido-base, é preciso compreender a reação e comparar quantidades de reagentes. Assim, a escolha não deve ser feita só pelo nome da técnica: importa identificar o estado físico, a propriedade que diferencia os componentes e o resultado que o problema solicita.

O que ele precisa saber antes

Antes de propor uma sequência, verifico os pré-requisitos que aparecem nos itens. Para as questões conceituais, a turma precisa reconhecer estados físicos, solubilidade, miscibilidade, polaridade e densidade, além de entender como propriedades dos materiais orientam uma separação. Vale retomar que densidade diferente pode explicar a formação de camadas, mas não é a mesma propriedade que solubilidade: água e óleo não se misturam por suas características de polaridade, enquanto a diferença de densidade permite organizar as fases e separá-las por decantação.

Os itens de extração ácido-base acrescentam cálculo de mols, molaridade, neutralização e, em um caso, equilíbrio ácido-base e pH. Para resolver esses problemas, é necessário converter volume para litros quando se usa molaridade, relacionar coeficientes da reação e distinguir a quantidade de matéria da massa. Esses conteúdos não são técnicas de separação por si só, mas ajudam a interpretar extrações químicas. Também aparecem itens sobre eletrólise e eletrodeposição: eles ampliam a revisão de cálculos de carga e estequiometria, embora não sejam questões de separação de misturas. Eu os manteria identificados como conexões com habilidades avaliadas no conjunto, sem apresentá-los como exemplos diretos de separação.

Onde os alunos mais erram

Nas questões de métodos, o erro recorrente apontado nos itens é escolher uma técnica sem observar a pista decisiva. Na situação da água com areia e argila, por exemplo, pode aparecer a sedimentação como distrator: ela é plausível porque partículas podem se depositar, mas o enunciado oferece uma barreira porosa e pede passagem da água através dela. A pista leva à filtração. Também é comum confundir filtração com destilação, como se aquecer e condensar fosse a resposta automática para purificar água; é preciso ler o que se quer remover e considerar as etapas necessárias.

Em água e óleo, o distrator mais provável é atribuir a separação à solubilidade, quando a pergunta sobre o funil de separação pede o princípio físico associado às camadas: diferença de densidade. A miscibilidade e a polaridade explicam por que os líquidos não formam uma fase homogênea; a diferença de densidade permite que se organizem em camadas. Nos cálculos de extração, os distratores mostram outro problema: errar a ordem de grandeza dos mols ou usar volume sem conferir concentração. Por isso, peço que os alunos escrevam as unidades em cada etapa e confiram se a quantidade de base é suficiente para reagir com o ácido.

Como trabalhar em sala

• Comece pela observação: apresente exemplos cotidianos seguros, como água e óleo em um recipiente transparente. Peça que descrevam as fases e distingam o que observam da explicação em termos de miscibilidade, polaridade e densidade.
• Faça um quadro de decisão: organize colunas para estado físico, propriedade que diferencia os componentes, método possível e pista do enunciado. A turma pode preencher com filtração, sedimentação, decantação, evaporação e destilação.
• Compare métodos próximos: use dois enunciados curtos sobre água com partículas suspensas. Em um, a mistura fica em repouso; no outro, há uma barreira porosa. Peça que expliquem por que sedimentação e filtração não são intercambiáveis naquele contexto.
• Treine a leitura das quantidades: em extração ácido-base, peça primeiro os mols de cada reagente e depois a comparação estequiométrica. Não passe direto à alternativa: a justificativa permite localizar erro de unidade ou de proporção.
• Feche com análise de distratores: em duplas, os alunos devem escolher uma alternativa incorreta e explicar em que situação ela poderia fazer sentido. Isso ajuda a transformar a correção em revisão de conceitos, em vez de apenas revelar a letra certa.

Para ampliar o trabalho por habilidade, você pode selecionar questões da habilidade EM13CNT307, questões da habilidade EM13CNT101 e questões da habilidade EM13CNT205. As habilidades aparecem associadas às questões do conjunto, mas vale conferir o foco de cada item antes de montar sua avaliação.

Questões prontas de Separação de misturas para o ENEM (com gabarito comentado)

Use as questões como atividade individual, revisão em grupos ou correção dialogada. Os itens 1, 2 e 3 envolvem conexões com cálculos e reações; os demais abordam diretamente métodos ou propriedades de separação. Em todos, a explicação das alternativas ajuda a discutir o raciocínio, não só o resultado.

1. Extração quantitativa de fenol

Uma amostra de 250,0 mL contém 0,200 mol de fenol e 0,050 mol de naftaleno. Para extrair quantitativamente o fenol como fenolato, qual o volume mínimo de solução aquosa de NaOH 0,100 mol·L^-1 necessário? Calcule também o pH aproximado após a extração, considerando o volume final como a soma dos volumes.

• ✅ A) 2000 mL de NaOH 0,100 M; pH ≈ 11,48. Para reagir com 0,200 mol de fenol são necessários 0,200 mol de OH⁻, portanto V = n/C = 2,00 L. O volume final é 2,25 L; a concentração de fenolato é aproximadamente 0,0889 M. Considerando sua basicidade, chega-se ao pH aproximado indicado.
• ❌ B) 1000 mL; pH ≈ 12,30. Esse volume fornece apenas 0,100 mol de OH⁻, metade da quantidade necessária para neutralizar o fenol.
• ❌ C) 2000 mL; pH ≈ 7,00. O volume está correto, mas uma solução com fenolato, espécie básica, não deve ser tratada como neutra.
• ❌ D) 2500 mL; pH ≈ 12,00. O volume indicado fornece base em excesso. Não é o volume mínimo e o pH proposto não decorre do cálculo apresentado.
• ❌ E) 200 mL de NaOH 1,00 M. Embora essa quantidade corresponda a 0,200 mol de base, a concentração não é a especificada no enunciado.

Gabarito: A. O ponto central é calcular a quantidade de OH⁻ a partir da proporção da reação e só depois considerar diluição e equilíbrio do fenolato.

2. Eletrodeposição de cobre

Uma solução contém 0,0500 mol de Cu²⁺. Aplicam-se 2,00 A durante 1,00 h. Considerando Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu(s), F = 96485 C·mol⁻¹ e massa molar do cobre igual a 63,546 g·mol⁻¹, quantos gramas de cobre são depositados?

• ❌ A) 63,546 g. Um mol de cobre exigiria aproximadamente 2F de carga; 7200 C não são suficientes para depositar essa quantidade.
• ❌ B) 0,0373 g. Esse valor é a quantidade de cobre em mol, não sua massa em gramas. É necessário multiplicar pela massa molar.
• ✅ C) Aproximadamente 2,37 g. Q = It = 2,00 × 3600 = 7200 C. Isso corresponde a cerca de 0,0746 mol de elétrons e, pela proporção de dois elétrons por Cu²⁺, 0,0373 mol de cobre. A massa é aproximadamente 2,37 g.
• ❌ D) 0,3177 g. O cálculo desconsidera a carga total e usa indevidamente uma quantidade de matéria menor.
• ❌ E) 4,74 g. Esse resultado duplica a massa correta; a estequiometria exige dois mols de elétrons por mol de cobre.

Gabarito: C. Este item não é uma separação de misturas: pode ser usado como conexão para revisar carga elétrica, mols e estequiometria, sem confundi-lo com o conteúdo central.

3. Extração ácido-base de ácido benzoico

0,500 g de ácido benzoico estão em 100,0 mL de solvente orgânico. A amostra é extraída com 100,0 mL de NaOH 0,100 M. A extração remove quantitativamente o ácido?

• ❌ A) Não; o Ka alto impede a ionização. A base forte reage com o ácido por neutralização; o Ka não impede a desprotonação por OH⁻.
• ❌ B) Não; o benzoato precipita com Na⁺. O benzoato de sódio permanece solúvel na fase aquosa, favorecendo a extração.
• ❌ C) Não; há apenas 0,00100 mol de NaOH. A quantidade correta é 0,100 mol·L⁻¹ × 0,100 L = 0,0100 mol.
• ✅ D) Sim; há 0,0100 mol de NaOH para 0,00409 mol de ácido. A base está em excesso e neutraliza o ácido, formando benzoato solúvel em água.
• ❌ E) Apenas metade reage. Não há motivo para afirmar que metade permanece intacta quando a quantidade de base supera a de ácido.

Gabarito: D. A comparação das quantidades de matéria mostra se o reagente é suficiente; vale conferir com a turma a conversão de 100,0 mL para 0,100 L.

4. Tratamento preliminar de água com partículas suspensas

Após uma enchente, uma amostra de água apresenta partículas visíveis de areia e argila em suspensão, sem indicação de substâncias dissolvidas. Há uma barreira porosa pela qual a água pode passar por ação da gravidade. Qual técnica é mais adequada para retirar os sólidos suspensos?

• ❌ A) Sedimentação. Depende do depósito das partículas no fundo; o enunciado destaca a passagem por uma barreira porosa.
• ❌ B) Adsorção. Envolve a fixação de substâncias em uma superfície e não corresponde à retenção mecânica descrita.
• ❌ C) Evaporação. Remove o solvente e deixa resíduos, não sendo a técnica adequada para obter água separada dos sólidos neste procedimento.
• ✅ D) Filtração. A água atravessa o meio poroso, que retém partículas insolúveis, como areia e argila.
• ❌ E) Destilação. Exige vaporização e condensação e não é a opção indicada para a remoção preliminar de sólidos suspensos com a barreira disponível.

Gabarito: D. A evidência decisiva é o filtro poroso e a presença de partículas sólidas suspensas. A escolha do método deve responder ao que o procedimento permite fazer.

5. Separação de água e óleo em funil

Um estudante utiliza um funil de separação para separar água e óleo. Qual princípio físico permite essa separação?

• ❌ A) Diferença de solubilidade. Água e óleo são imiscíveis, mas a alternativa não identifica o princípio físico indicado para a separação das camadas no funil.
• ✅ B) Diferença de densidade. Os líquidos formam camadas e a diferença de densidade permite que se organizem, possibilitando escoar uma fase antes da outra.
• ❌ C) Diferença de temperatura. O enunciado não descreve aquecimento nem mudança de estado.
• ❌ D) Diferença de viscosidade. A viscosidade não é o princípio determinante apresentado para separar as duas fases no funil.
• ❌ E) Diferença de pressão. Não há variação de pressão associada à separação descrita.

Gabarito: B. Aproveite para distinguir duas ideias próximas: a polaridade ajuda a explicar a imiscibilidade; a diferença de densidade organiza as fases para a separação.

6. Separação dos gases presentes no ar

Um grupo analisa a composição do ar atmosférico. Que método poderia ser usado para separar os gases presentes?

• ❌ A) Filtração. Um filtro retém partículas, mas não separa os componentes gasosos do ar por suas propriedades.
• ✅ B) Destilação fracionada. Após liquefação, os componentes podem ser separados considerando suas diferentes temperaturas de ebulição.
• ❌ C) Evaporação. Não é o método adequado para separar os gases que compõem uma mistura gasosa.
• ❌ D) Centrifugação. A centrifugação não é o procedimento indicado para separar esses gases nas condições descritas.
• ❌ E) Extração. O enunciado não apresenta solvente seletivo nem fases para realizar uma extração.

Gabarito: B. É importante explicitar que a destilação fracionada do ar envolve liquefazer a mistura e explorar diferentes temperaturas de ebulição, não simplesmente filtrar o ar.

7. Separação de impurezas em beneficiamento mineral

Uma amostra de minério triturada é misturada com solução aquosa de cloreto de sódio. Após agitação, parte das impurezas passa para a fase líquida, enquanto fragmentos minerais permanecem sólidos. A mistura é filtrada. Qual propriedade permite essa separação?

• ❌ A) Diferença de ponto de ebulição. O procedimento não envolve ebulição nem vaporização e condensação.
• ✅ B) Diferença de solubilidade em água. As impurezas se dissolvem na fase aquosa, enquanto o material mineral permanece sólido; depois, a filtração separa o insolúvel da solução.
• ❌ C) Diferença de tamanho das partículas. Pode fundamentar uma separação mecânica, como peneiração, mas não explica a dissolução seletiva.
• ❌ D) Diferença de ponto de fusão. Não há fusão dos materiais no procedimento descrito.
• ❌ E) Diferença de densidade. Não explica por que as impurezas passam para a solução durante a agitação.

Gabarito: B. A sequência reúne dissolução seletiva e filtração. A propriedade que inicia a separação é a solubilidade; a filtração separa depois as fases presentes.

8. O que revela a mistura de água e óleo?

Durante uma atividade, água e óleo são misturados em um recipiente. Eles não se misturam e formam duas camadas. O que isso demonstra sobre as propriedades desses líquidos?

• ❌ A) Ambos são solúveis entre si. A formação de camadas indica que não são miscíveis nas condições apresentadas.
• ❌ B) Ambos têm a mesma densidade. As camadas estão associadas a propriedades diferentes; a afirmação de densidades iguais não explica a observação.
• ❌ C) Água é apolar. A água é polar.
• ❌ D) Óleo é polar. O óleo é apolar no modelo escolar usual utilizado para explicar essa mistura.
• ✅ E) Água e óleo têm polaridades distintas. A diferença de polaridade ajuda a explicar por que não se misturam e formam fases separadas.

Gabarito: E. A resposta relaciona polaridade e solubilidade. Se quiser avançar, retome que a densidade ajuda a explicar a disposição das camadas, enquanto a polaridade explica a miscibilidade.

Para continuar

Você pode aplicar os itens em blocos, separar os que avaliam diretamente métodos de separação e reservar os problemas numéricos para uma revisão integrada. Depois da correção, observe quais justificativas precisam ser retomadas: propriedades, escolha da técnica ou operações com mol e concentração. Para criar uma avaliação ajustada ao seu planejamento, experimente o gerador de provas do GeraProva e faça seu cadastro grátis.

Adapte os itens ao percurso da sua turma e confira as condições de aplicação antes de usar. O GeraProva pode ajudar a montar novas provas e revisões; você continua decidindo o que faz sentido para seus alunos.