Em um experimento inspirado nas condições da Terra primitiva, uma mistura de dióxido de carbono e vapor de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e discutir modelos, teorias e leis propostos em diferentes épocas e culturas para comparar distintas explicações sobre o surgimento e a evolução da Vida, da Terra e do Universo com as teorias científicas aceitas atualmente.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um experimento inspirado nas condições da Terra primitiva, uma mistura de dióxido de carbono e vapor de água foi mantida sobre uma superfície mineral. O recipiente foi fechado com uma janela de quartzo, material que permite a passagem de radiação ultravioleta. Uma lâmpada forneceu radiação de comprimento de onda igual a 200 nm, enquanto sensores registraram fluxo praticamente nulo de corrente elétrica e não houve introdução de material vindo do espaço. Após a iluminação, foram detectadas pequenas moléculas orgânicas na superfície. Considere h = 6,6 × 10?³4 J·s e c = 3,0 × 108 m/s. Considerando os dados do experimento e o modelo físico E = hc/? para a energia de cada fóton, qual hipótese explica a formação das moléculas orgânicas observadas?
- A) Modelo de síntese química em fontes hidrotermais
- B) Modelo de síntese fotoquímica por radiação ultravioleta
- C) Modelo de formação orgânica por material extraterrestre
- D) Modelo de síntese química por descargas elétricas
- E) Modelo de produção orgânica por aquecimento espontâneo
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a energia de cada fóton com E = hc/λ. Com h = 6,6 x 10^-34 J·s, c = 3,0 x 10^8 m/s e λ = 200 nm = 2,0 x 10^-7 m, temos E = (6,6 x 10^-34 x 3,0 x 10^8) / (2,0 x 10^-7) = 9,9 x 10^-19 J, o que equivale a cerca de 6,2 eV. Essa energia é característica da radiação ultravioleta e é suficiente para romper ligações químicas de moléculas simples como CO2 e H2O.
- Use os dados de exclusão do enunciado. O fluxo praticamente nulo de corrente elétrica mostra que não houve descargas elétricas, o que elimina a alternativa D.
- Observe que a ausência de introdução de material vindo do espaço elimina a alternativa C, pois as moléculas orgânicas não podem ser atribuídas a meteoritos ou poeira cósmica.
- A janela de quartzo deixa passar a radiação ultravioleta, que chegou à mistura de CO2 e vapor de água. A superfície mineral pode atuar como suporte para as reações. Assim, a energia dos fótons UV pode promover reações químicas que formam moléculas orgânicas, o que caracteriza a síntese fotoquímica. Esse é o modelo da alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
- A alternativa A depende de fontes hidrotermais, que envolvem calor e água em altas temperaturas, e nada disso aparece no experimento. A alternativa E depende de aquecimento espontâneo, que não foi aplicado e não explica o papel da luz.
- Conclusão: a hipótese mais compatível com os dados é a síntese fotoquímica por radiação ultravioleta.
💡 Dica: Leia atentamente o texto para identificar o modelo que relaciona fótons UV e minerais.
Alternativa por alternativa
O aluno associa a origem da vida à água quente de fontes hidrotermais e supõe que a mistura gasosa reagiria por calor, sem perceber que o experimento usa luz ultravioleta como fonte de energia.
A radiação de comprimento de onda λ = 200 nm possui fótons com energia E = hc/λ, aproximadamente 9,9 × 10⁻¹⁹ J por fóton. Essa energia pode promover transições eletrônicas e romper ligações químicas em moléculas expostas sobre a superfície mineral. Como não houve corrente elétrica nem entrada de material extraterrestre, a explicação compatível com os dados é a síntese fotoquímica induzida por radiação ultravioleta.
O aluno acredita que moléculas orgânicas só podem surgir a partir de material extraterrestre, como meteoritos, e não percebe que o enunciado informa que nenhum material foi introduzido do espaço.
O aluno pensa que qualquer forma de energia capaz de formar ligações, como faíscas, seria a causa, e não relaciona o fluxo de corrente nulo registrado pelos sensores à ausência de descargas elétricas.
O aluno supõe que o simples aquecimento da mistura produziria compostos orgânicos, sem notar que a fonte de energia descrita no experimento é a radiação luminosa e não o calor.
Raio-X da questão
síntese compostos orgânicos UV
diagnostico
radiação ultravioleta · reações químicas básicas
Estude os modelos de origem dos compostos orgânicos e o papel da radiação UV.
Confundir modelos de origem dos compostos orgânicos, associando incorretamente a energia UV a outros processos.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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