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Os movimentos das moléculas antes e depois de uma reação química obedecem aos princípios físicos de colisões…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Os movimentos das moléculas antes e depois de uma reação química obedecem aos princípios físicos de colisões. Para tanto, cada átomo é representado como um corpo pontual com uma certa massa, ocupando uma posição no espaço e com uma determinada velocidade (representada na forma vetorial). Costumeiramente, os corpos pontuais são representados como esferas com diâmetros proporcionais à massa atômica. As colisões ocorrem conservando a quantidade de movimento. Considerando um referencial no qual as moléculas neutras encontram-se paradas antes e após a colisão, a alternativa que melhor representa o arranjo de íons e moléculas instantes antes e instantes depois de uma colisão que leva à reação F? + H3CCl ? CH3F + Cl? é [FUVEST 2020 - Questão 8] FUVEST - 2020

A) [IMAGEM]
B) [IMAGEM]
C) [IMAGEM]
D) [IMAGEM]
E) [IMAGEM]

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique a reação. Os sinais de interrogação correspondem a cargas negativas: F⁻ + H3CCl → CH3F + Cl⁻. O íon fluoreto (F⁻) colide com a molécula neutra H3CCl, que está parada.
Aplique a conservação da quantidade de movimento. Antes da colisão, só o F⁻ está em movimento, então a quantidade de movimento total é m(F⁻)·v, na direção e sentido da velocidade inicial do íon. Depois da colisão, o sistema deve manter essa mesma quantidade de movimento total.
Analise o estado final no referencial dado. Nesse referencial, as moléculas neutras ficam paradas antes e depois da colisão. Como CH3F é neutra, ela permanece parada após a colisão. Assim, toda a quantidade de movimento precisa ser carregada pelo íon Cl⁻, que se afasta na mesma direção e sentido em que o F⁻ se aproximava.
Verifique o arranjo. A alternativa correta mostra o F⁻ se aproximando da molécula H3CCl antes da colisão e, depois, o Cl⁻ se afastando na direção do movimento inicial do F⁻, com a molécula CH3F parada.
Por que as outras estão erradas. A alternativa A não respeita a conservação da quantidade de movimento porque o movimento final não transfere a quantidade de movimento inicial para o produto iônico. A alternativa B coloca a CH3F em movimento, o que contraria o referencial em que as moléculas neutras ficam paradas. A alternativa D inverte o sentido do movimento do Cl⁻, violando a conservação da quantidade de movimento. A alternativa E mostra o íon que se afasta em direção oposta à do F⁻ inicial, também sem conservação da quantidade de movimento.

💡 Dica: Analise o princípio da conservação da quantidade de movimento e o arranjo dos íons antes e depois da colisão.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno imagina que o íon produto se afasta apenas por ter reagido, sem considerar que a quantidade de movimento inicial do F⁻ deve ser conservada no estado final.

Por que engana: O aluno pode confundir a representação dos íons e moléculas antes e depois da colisão, escolhendo uma alternativa que não respeita a conservação da quantidade de movimento.

B Erradaerro: Interpretação

O aluno supõe que a molécula neutra CH3F sai em movimento após a colisão, ignorando que, no referencial indicado, as moléculas neutras permanecem paradas antes e depois.

C Correta

CORRETA. A imagem conserva a quantidade de movimento de acordo com o enunciado.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno inverte o sentido do movimento do Cl⁻ após a colisão, pensando que o produto deve recuar como em um choque elástico entre bolas, sem aplicar a conservação da quantidade de movimento.

E Erradaerro: Senso comum

O aluno acredita que o Cl⁻ sai na direção oposta à do F⁻ incidente, por senso comum de que após um choque os corpos se afastam em sentidos contrários, sem verificar a quantidade de movimento total.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade dupla

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

🎯 Conceito central

colisões moleculares, conservação movimento

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

colisões moleculares · conservação do movimento

📚 Reveja

Revisar princípios de colisões e conservação da quantidade de movimento em reações químicas.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a representação dos íons e moléculas antes e depois da colisão, escolhendo uma alternativa que não respeita a conservação da quantidade de movimento.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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