QuímicaFUVESTBNCC EM13CNT307Difícil⏱ medio

A velocidade com que um gás atravessa uma membrana é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua massa…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT307

Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

A velocidade com que um gás atravessa uma membrana é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua massa molar. Três bexigas idênticas, feitas com membrana permeável a gases, expostas ao ar e inicialmente vazias, foram preenchidas, cada uma, com um gás diferente. Os gases utilizados foram hélio, hidrogênio e metano, não necessariamente nesta ordem. As bexigas foram amarradas, com cordões idênticos, a um suporte. Decorrido algum tempo, observou-se que as bexigas estavam como na figura. Conclui-se que as bexigas A, B e C foram preenchidas, respectivamente, com [FUVEST 2008 - Questão 26] FUVEST - 2008

A) hidrogênio, hélio e metano.
B) hélio, metano e hidrogênio.
C) metano, hidrogênio e hélio.
D) hélio, hidrogênio e metano.
E) metano, hélio e hidrogênio.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Use a relação dada: a velocidade com que o gás atravessa a membrana é inversamente proporcional à raiz quadrada da massa molar. Quanto menor a massa molar, mais rápido o gás escapa pela membrana da bexiga. Passo 2: Compare as massas molares: hidrogênio (H2) = 2 g/mol, hélio (He) = 4 g/mol e metano (CH4) = 16 g/mol. Assim, a ordem de velocidade de escape é hidrogênio > hélio > metano. Passo 3: Como a membrana é permeável, o gás interno escapa e o ar externo entra. A bexiga que perde gás mais depressa fica mais murcha, e a que retém o gás por mais tempo permanece mais cheia. Passo 4: Na figura, identifique qual bexiga está mais cheia, qual está em situação intermediária e qual está mais murcha. A mais cheia contém o gás de menor velocidade de escape, que é o metano. A intermediária contém o hélio. A mais murcha contém o hidrogênio, o gás mais leve e mais rápido. Logo A = metano, B = hélio e C = hidrogênio. Passo 5: Portanto a alternativa correta é E: metano, hélio e hidrogênio. Passo 6: Por que as outras estão erradas: na A o hidrogênio ocupa a posição de A, mas ele deveria estar na bexiga mais murcha; na B o metano ocupa a posição intermediária, quando deveria ser o gás mais lento; na C o hidrogênio aparece na bexiga intermediária, o que não corresponde à ordem de velocidades; na D o hélio ocupa a posição de A, mas o gás mais pesado deveria estar nessa posição.

💡 Dica: Use a relação inversa entre velocidade e raiz da massa molar para comparar os gases.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno inverte a relação entre massa molar e velocidade de escape, achando que o gás mais leve, o hidrogênio, deve ficar na bexiga mais cheia, pois retém melhor o gás.

Por que engana: Confundir a relação entre massa molar e velocidade de difusão, escolhendo a ordem errada dos gases.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno atribui ao metano a posição intermediária e ao hidrogênio a posição de bexiga mais murcha sem comparar corretamente 16 g/mol com 4 g/mol, esquecendo que o metano é o gás de maior massa molar.

C Erradaerro: Atenção

O aluno coloca o hidrogênio na bexiga intermediária e o hélio na mais murcha, o que indica que ele não ordenou corretamente as massas molares, achando que o hélio escapa mais rápido que o hidrogênio.

D Erradaerro: Senso comum

O aluno usa a ideia do dia a dia de que o hélio é o gás mais leve, como nos balões que flutuam, e assim atribui o hélio à bexiga mais cheia, confundindo leveza com massa molar do gás na membrana.

E Correta

Incorreta. A ordem de difusão não está correta.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado depende_imagem

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 progressao

🎯 Conceito central

difusão de gases, massa molar

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

difusão de gases · massa molar

📚 Reveja

Revisar a relação entre velocidade de difusão e massa molar dos gases.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre massa molar e velocidade de difusão, escolhendo a ordem errada dos gases.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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