Questões de EFAF Ciências

Robert Boyle (1627-1691) foi um importante cientista e filósofo irlandês que teve uma contribuição significativa para o desenvolvimento da Química, sendo considerado um dos fundadores da Química Moderna. No ano de 1661, portanto, quase 140 anos antes da teoria atômica de Dalton, Boyle lançou o seu famoso livro “The Sceptical Chymist” (O Químico Cético, em tradução livre), onde cunhava o termo "elemento", além de questionar as teorias alquímicas da época e propor abordagens mais científicas para o estudo da matéria. Ele defendeu a ideia de que a matéria é composta por partículas indivisíveis chamadas de átomos, que se combinam para formar diferentes substâncias.

Fonte: gutenberg.org.

Embora os temas abordados por Boyle tenham sido revisados e refinados ao longo dos anos, seu trabalho estabeleceu bases para o desenvolvimento posterior da ciência da Química. Sobre o conhecimento atual acerca da problemática iniciada por Boyle, assinale a opção correta.

O picnômetro é um recipiente pequeno e hermético, geralmente feito de vidro, com uma tampa ajustada que faz com que um líquido no recipiente sempre o preencha completamente (figura abaixo). Ele é usado comumente para determinar a densidade de líquidos, necessitando de um procedimento inicial de calibração.

Fonte: https://www.laborquimi.com.br/picnometro-vidro

Num procedimento típico, um técnico de laboratório pesou um picnômetro vazio, em balança analítica, obtendo o valor de 22,4532 g. A seguir, o analista encheu o recipiente de água destilada, pesando o conjunto que agora mostrou a massa de 45,6432 g. Na temperatura do experimento, a água utilizada possuía densidade de 0,9986 g/mL. Com bastante cuidado e rapidamente (para prevenir perdas por evaporação), o técnico preencheu o picnômetro, já vazio e completamente seco, com acetona. O novo conjunto pesou 40,6596 g. Repetindo o procedimento para uma solução de teor desconhecido de acetona em água, a massa do conjunto foi 45,1448 g. A temperatura permaneceu a mesma ao longo de todo o procedimento.

Diante da análise relatada, assinale a opção que mostra o teor de acetona (em porcentagem de volume) na solução citada.

A aparelhagem mostrada abaixo, denominada Soxhlet, corresponde a um equipamento para a realização de extrações sólido-líquido. No procedimento, a amostra sólida a ser extraída é colocada no cartucho que por sua vez é inserido no extrator. O solvente extrator é colocado no balão de fundo redondo, que é aquecido por uma fonte de calor, geralmente um banho de água. Desse modo, o solvente, em fase gasosa, sobe até a parte de cima através do tubo indicado com o número 1 e já na forma líquida cai sobre o cartucho, realizando assim a extração. Quando a mistura (solvente + material extraído) alcança a parte mais alta do sifão (indicado com o número 2), ela é lançada de volta ao balão e o processo reinicia.

Fonte: Pavia, DL; Kriz, GS; Lampman, GM; Engel, RG. Microscale and Macroscale Techniques in the Organic Laboratory, 1ª Ed., Belmont, USA: Thomson Learning, Inc, 2002 (adaptada).

A respeito da aparelhagem mostrada e da técnica de extração com Soxhlet relatada, assinale a opção incorreta.

As monocamadas de Langmuir são filmes de uma única camada molecular que são formados na interface entre fases. Esses filmes são nomeados em homenagem a Irving Langmuir (1881 - 1957), um físico e químico americano que estudou extensivamente as propriedades de superfícies e interfaces. As monocamadas de Langmuir encontram aplicações em áreas como catálise, sensores, dispositivos eletrônicos, estudos de interação molecular, biomateriais, filmes ópticos, entre outras. A capacidade de controlar a organização e a estrutura das moléculas na interface líquido-ar torna as monocamadas de Langmuir ferramentas poderosas para explorar e compreender as propriedades de superfície e interfaces em uma ampla gama de sistemas. Na formação dessas camadas certas substâncias insolúveis se espalham na superfície de um líquido, como a água, até que formam uma camada monomolecular. Os ácidos graxos de cadeia longa, ácido esteárico (C₁₇H₃₅COOH - fórmula estrutural abaixo) e ácido oleico (C₁₇H₃₃COOH), são exemplos clássicos. O grupo -COOH em uma extremidade da molécula é fortemente atraído pela água, enquanto a longa cadeia de hidrocarbonetos é hidrofóbica.

Fonte: Equipe ONC.

Considere uma monocamada de ácido esteárico empacotada ao máximo numa interface entre a água e o ar. Sabendo que a área superficial da camada tem o valor de 7,40 cm² e que foram utilizados 1,70 microgramas (μg) de ácido esteárico com densidade de 0,85 g/cm³, assinale a opção que mostra o valor da longitude (L) da molécula (veja figura acima) deste ácido:

Dado: 1 Angstrom = 1 Å = 10^-10 m.

No estudo quantitativo das Ciência Naturais, um recurso fundamental é a representação gráfica. Com ela, podemos visualizar o comportamento de uma grandeza no decorrer de um fenômeno e identificar relações entre grandezas. Para avaliar sua habilidade de interpretar gráficos, foi imaginado um movimento de uma pessoa pela calçada de uma rua. Uma reta numérica em metros foi colocada sobre essa rua, com origem na casa dessa pessoa. Definindo que a variável X representa as posições dos pontos dessa régua, as portas de entrada/saída da cafeteria, da barbearia, da livraria e do restaurante localizam-se, respectivamente, em X = 33 m, X = 94 m, X = 108 m e X = 142 m.

Fonte: br.freepik.com (adaptada)

Um cronômetro foi zerado e acionado no momento que a observação dessa pessoa foi iniciada. O gráfico abaixo registra o comportamento da variável X para essa pessoa em função do tempo indicado pelo cronômetro, em minutos, durante essa observação.

Fonte: Equipe ONC.

A partir da leitura do gráfico e do contexto proposto, determine a alternativa verdadeira sobre o movimento da pessoa durante essa observação.

A natureza oferece uma quantidade inimaginável de fenômenos e transformações, lista que foi ampliada ainda mais pela Ciência. No decorrer da história da Ciência, os pensadores elaboraram critérios de semelhanças para classificar os estudos científicos. Dessa forma, os estudos da Natureza passaram a ser associados a três ramificações da Ciência: Física, Química e Biologia. Muitas vezes, encontramos fenômenos e processos que precisam da cooperação de mais de uma dessas ciências para serem bem compreendidos, e outros que desafiam a compreensão dos limites entre elas. Os vídeos 1, 2 e 3 que aparecem abaixo não trazem essa polêmica, pois apresenta fenômenos que são objetos de estudo de uma das ciências da Natureza.

Fonte: eEquipe ONC.

As ciências da Natureza que estudam os fenômenos do vídeo 1, do vídeo 2 e do vídeo 3, respectivamente são: