Questão 74 da FUVEST 2024

Question

Apesar de a África ser considerada o berço das civilizações e existirem indícios de conhecimentos elementares de Química no sul do continente cerca de 100.000 anos atrás, os conhecimentos químicos ensinados são eurocentristas. Entretanto, uma das grandes contribuições para o estudo de reatividade química é atribuída ao químico egípcio Ahmed Hassan Zewail, agraciado com o prêmio Nobel em 1999 por seus estudos de reações químicas usando uma técnica conhecida como espectroscopia de femtossegundos. Essa técnica possibilita identificar espécies com tempo de vida curto utilizando pulsos de laser com duração de 10^{-15}\text{ s}. Essa contribuição é relevante para o estudo de reações químicas, pois

A
todos os processos químicos são extremamente rápidos e não podem ser estudados por técnicas que não sejam em femtossegundos.
B
as reações químicas podem passar por espécies instáveis e com pouco tempo de vida.
C
o tempo existente para analisar os produtos de uma reação depende apenas da quantidade de produtos formada.
D
permite entender como reagentes específicos se comportam frente a processos reacionais que são extremamente lentos.
E
apenas com uma técnica tão rápida é possível analisar o grau de pureza dos reagentes isolados.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 74 da FUVEST 2024

1ª fase · Química: Energia de ativação e catálise

Apesar de a África ser considerada o berço das civilizações e existirem indícios de conhecimentos elementares de Química no sul do continente cerca de 100.000 anos atrás, os conhecimentos químicos ensinados são eurocentristas. Entretanto, uma das grandes contribuições para o estudo de reatividade química é atribuída ao químico egípcio Ahmed Hassan Zewail, agraciado com o prêmio Nobel em 1999 por seus estudos de reações químicas usando uma técnica conhecida como espectroscopia de femtossegundos. Essa técnica possibilita identificar espécies com tempo de vida curto utilizando pulsos de laser com duração de 10^{-15}\text{ s}. Essa contribuição é relevante para o estudo de reações químicas, pois

A
todos os processos químicos são extremamente rápidos e não podem ser estudados por técnicas que não sejam em femtossegundos.
B
as reações químicas podem passar por espécies instáveis e com pouco tempo de vida.
C
o tempo existente para analisar os produtos de uma reação depende apenas da quantidade de produtos formada.
D
permite entender como reagentes específicos se comportam frente a processos reacionais que são extremamente lentos.
E
apenas com uma técnica tão rápida é possível analisar o grau de pureza dos reagentes isolados.

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

A espectroscopia de femtossegundos usa pulsos de laser de 10^{-15}\ \text{s}, tempo curtíssimo, parecido com o de uma vibração molecular ou do rompimento e da formação de ligações. Por isso ela funciona como uma "câmera de altíssima velocidade" para a reação.

Uma reação química costuma ocorrer em etapas. Entre reagentes e produtos podem surgir intermediários e o complexo ativado (estado de transição), que são espécies instáveis e existem por tempos muito curtos. Com técnicas comuns não dá para detectá-las, pois elas já desapareceram quando a medida é feita. Com pulsos de femtossegundos é possível "fotografar" essas espécies e entender o mecanismo da reação.

Avaliando as alternativas:

A fala em "todos" os processos serem extremamente rápidos, e isso é falso: há reações lentas, como a formação de ferrugem.
A análise dos produtos não depende só da quantidade formada, e a técnica trata de espécies transitórias.
Reações extremamente lentas não precisam de pulsos tão curtos.
A pureza dos reagentes não tem relação com a técnica.

A alternativa que liga a técnica à existência de espécies instáveis e de vida curta é a B.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

Ageneraliza ao dizer que todos os processos químicos são extremamente rápidos e que só essa técnica os estuda, o que é falso.
Cafirma que o tempo de análise dos produtos depende apenas da quantidade formada, sem relação com a técnica nem com espécies transitórias.
Da técnica serve para processos ultrarrápidos, não para reações extremamente lentas.
Econfunde o objetivo da técnica com análise de pureza de reagentes, que não exige femtossegundos.

Assunto: Energia de ativação e catálise.

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