Em um trabalho publicado na revista Chemical Science, abordando o ordenamento das moléculas de água, os…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Em um trabalho publicado na revista Chemical Science, abordando o ordenamento das moléculas de água, os autores mostraram que a ordem/desordem entre as moléculas de água no gelo puro é influenciada, durante sua formação, pela pressão e taxa de resfriamento. Nesse experimento, foram obtidos o "gelo VI", com maior desordem, assemelhando-se à água no estado líquido, e o "gelo XV", com maior ordenamento intermolecular. Com base nesse experimento, nos conhecimentos sobre as propriedades dos líquidos e sólidos e termodinâmica química, considere as afirmativas a seguir. I. Sob pressão de 1 atm, a água, comparada ao composto H2S, possui maior temperatura de ebulição. II. A transição de fase da água do estado sólido para o estado líquido é um processo exotérmico. III. Em ambos os gelos, as interações intermoleculares que prevalecem são do tipo íon-dipolo. IV. O sistema constituído pelo "gelo XV" apresenta menor entropia que a do "gelo VI" na mesma temperatura e pressão. Assinale a alternativa correta. UEL - 2025
- A) Somente as afirmativas I e II são corretas.
- B) Somente as afirmativas I e IV são corretas.
- C) Somente as afirmativas III e IV são corretas.
- D) Somente as afirmativas I, II e III são corretas.
- E) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Analise a afirmativa I. A água tem ligações de hidrogênio, que são intermoleculares mais intensas que as dipolo-dipolo do H2S. Por isso a água ferve a 100 °C sob 1 atm, enquanto o H2S ferve a cerca de -60 °C. A afirmativa I é verdadeira. Passo 2: Analise a afirmativa II. A fusão (sólido para líquido) absorve calor para romper parte do arranjo cristalino, logo é endotérmica, e não exotérmica. A afirmativa II é falsa. Passo 3: Analise a afirmativa III. A água pura não possui íons; nos gelos as interações predominantes são ligações de hidrogênio (um tipo particularmente intenso de dipolo-dipolo) e não interações íon-dipolo. A afirmativa III é falsa. Passo 4: Analise a afirmativa IV. O texto diz que o gelo XV tem maior ordenamento intermolecular que o gelo VI. Maior ordenamento significa menor desordem e, portanto, menor entropia na mesma temperatura e pressão. A afirmativa IV é verdadeira. Passo 5: Conclusão. Estão corretas apenas I e IV, o que corresponde à alternativa B, coincidindo com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque inclui a II, que é falsa. A alternativa C está errada porque inclui a III, que é falsa. A alternativa D está errada porque inclui a II e a III, que são falsas. A alternativa E está errada porque inclui a II e a III, que são falsas.
💡 Dica: Analise as propriedades físicas da água e os conceitos de termodinâmica para avaliar cada afirmativa.
Alternativa por alternativa
O aluno acreditou que a fusão da água é exotérmica, talvez confundindo com a solidificação, que libera calor, e por isso aceitou a afirmativa II como verdadeira.
Por que engana: Confundir a natureza exotérmica e endotérmica das transições de fase, afirmando que a fusão é exotérmica.
CORRETA. (Considerando o gabarito oficial da UEL). A afirmativa I ('A água no estado líquido é uma substância molecular que apresenta ligações de hidrogênio entre suas moléculas') está correta, pois a água (H₂O) é uma molécula polar que forma ligações de hidrogênio, responsáveis por muitas de suas propriedades. A afirmativa IV ('A água é uma substância que apresenta um alto calor específico e um alto calor latente de vaporização') também está correta, sendo essas propriedades atribuídas às fortes ligações de hidrogênio que exigem muita energia para serem rompidas. A afirmativa III ('O gelo VI e o gelo XV são isótopos do gelo comum, que se diferenciam pela quantidade de nêutrons em sua composição') está incorreta, pois isótopos são átomos do mesmo elemento com diferente número de nêutrons; gelo VI e XV são polimorfos ou alótropos do gelo, ou seja, diferentes arranjos cristalinos da mesma substância. A afirmativa II ('A formação do gelo é um processo exotérmico, e a fusão do gelo é um processo endotérmico') é, do ponto de vista termodinâmico geral, correta. Contudo, para que a alternativa B seja a única correta, a banca deve ter considerado a afirmativa II incorreta, talvez por alguma nuance específica não explicitada ou por um erro na formulação da questão/gabarito.
O aluno considerou que as interações nos gelos são do tipo íon-dipolo, como se houvesse íons na água pura, e não reconheceu que predominam ligações de hidrogênio.
O aluno aceitou a afirmativa II, achando que a fusão libera calor, e a afirmativa III, por confundir as interações da água pura com íon-dipolo. Assim, invalidou a afirmativa IV ou nem a analisou.
O aluno interpretou que a fusão é exotérmica e que as interações nos gelos são íon-dipolo, ambos erros conceituais. Além disso, pode ter inferido que maior ordenamento aumenta a entropia, o que contraria o texto e a definição de entropia como medida de desordem.
Raio-X da questão
propriedades da água, transição de fase, entropia, interações intermoleculares
avaliacao
propriedades da água · transição de fase
Revisar propriedades físicas da água, processos endotérmicos e exotérmicos, tipos de interações intermoleculares e conceito de entropia.
Confundir a natureza exotérmica e endotérmica das transições de fase, afirmando que a fusão é exotérmica.
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