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Questão 86 da FUVEST 2021

1ª fase · Química: Reações de oxirredução e balanceamento redox

No fragmento a seguir, o autor explora conceitos químicos na forma de poesia:

Poema intitulado "Químico apaixonado", composto por nove versos numerados de 1 a 9, contendo equações e esquemas químicos: a linha 1 contém a equação de combustão do etanol; a linha 2, a equação da respiração celular gerando ATP; a linha 3 contém um diagrama com estruturas de ressonância do ozônio; a linha 6 contém a equação de oxidação do ferro formando óxido de ferro(III); a linha 7 apresenta a ilustração de um elétron descrevendo trajetória espiral em direção a um núcleo positivo central.

Wilmo Ernesto Francisco Junior, Ciência em prosa e verso - Acepipes para quem ousa gostar (ou ensinar), 2018 (adaptado), apud Lopes, M.J.M. Dissertação de Mestrado, 2019. Disponível em http://www.repositorio.ufal.br/.

Sobre os conceitos mencionados, foram feitas as seguintes afirmações:

I. A equação química mostrada na linha 2 pode ser associada à liberação de energia, pois corresponde à reação de fotossíntese com consumo de gás carbônico.
II. A equação química apresentada na linha 6 representa uma reação na qual o número de oxidação das espécies é alterado, sendo associada a corrosão.
III. O modelo incompleto referido na linha 7 refere-se ao proposto por Thomson, que identificava a presença de partículas com carga negativa dentro de uma esfera.

Está correto o que se afirma no(s) item(ns):

  1. A
    I, apenas.
  2. B
    II, apenas.
  3. C
    I e III, apenas.
  4. D
    II e III, apenas.
  5. E
    I, II e III.
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Resolução comentada

Vamos avaliar cada afirmação.

Item I. A linha 2 mostra \ce{C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + ATP}. A glicose reage com \ce{O2} e produz \ce{CO2}, \ce{H2O} e energia (ATP). Isso é a respiração celular, que libera energia. A fotossíntese é o processo inverso: consome \ce{CO2} e \ce{H2O} e absorve energia luminosa. Além disso, nessa equação o \ce{CO2} é produzido, não consumido. O item é falso.

Item II. Na linha 6, 4\,\ce{Fe} + 3\,\ce{O2} -> 2\,\ce{Fe2O3}. Veja os números de oxidação:

  1. O \ce{Fe} passa de 0 para +3 (oxidação).
  2. O \ce{O} passa de 0 para -2 (redução).

Há variação de Nox, logo é uma reação de oxirredução. A formação de óxido de ferro(III) sobre o ferro metálico é a ferrugem, ou seja, a corrosão. O item é verdadeiro.

Item III. A linha 7 mostra um elétron em trajetória espiral, aproximando-se de um núcleo positivo central. Isso remete ao modelo planetário de Rutherford, que tem núcleo e elétrons ao redor. Pela física clássica, o elétron irradiaria energia e cairia no núcleo, e é por isso que o modelo é "incompleto". O modelo de Thomson ("pudim de passas") era uma esfera positiva com elétrons incrustados, sem núcleo. O item é falso.

Apenas o item II está correto.

Alternativa B.

Pegadinha: Os itens I e III trocam um nome pelo outro: fotossíntese no lugar de respiração celular e Thomson no lugar de Rutherford.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AConfunde respiração celular com fotossíntese; na equação o CO2 é produto, não reagente.
  • CTraz os itens I e III, ambos falsos: o item I troca respiração por fotossíntese e o III atribui a Thomson o modelo de Rutherford.
  • DInclui o item III, mas o desenho com núcleo central e elétron em espiral é do modelo de Rutherford, não do de Thomson.
  • EConsidera verdadeiros os itens I e III, que são falsos.

Assuntos: Reações de oxirredução e balanceamento redox, Modelos atômicos, Corrosão e proteção de metais.

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