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A Química
exerce um relevante papel no desenvolvimento científico,
tecnológico, econômico e social do mundo moderno.
Neste sentido, é de fundamental importância que
o estudante do Ensino Médio compreenda as transformações
químicas que ocorrem no mundo físico, de maneira
a poder avaliar criticamente fatos do cotidiano e informações
recebidas por diversas fontes de divulgação
do conhecimento, tornando-se capaz de tomar decisões
enquanto indivíduo e cidadão.
Desse modo, considera-se importante que, em vez de memorização
extensa, o candidato demonstre capacidade de observar e descrever
fenômenos e de formular para eles modelos explicativos,
relacionando os materiais e as transformações
químicas ao sistema produtivo e ao meio ambiente.
Na seqüência, são apresentadas algumas considerações
sobre o conteúdo programático que é detalhado
a seguir.
Espera-se que o vestibulando tenha conhecimento de equações
usuais e de nomes e fórmulas químicas das substâncias
mais comuns.
Os modelos atômicos deverão restringir-se apenas
aos clássicos, não incluindo os modelos quânticos
(orbitais atômicos, moleculares e hibridização).
A Tabela Periódica deverá ser entendida como
uma sistematização das propriedades físicas
e químicas dos elementos e, assim, seu uso estará
presente ao longo de todo o programa.
Quanto ao aspecto quantitativo, espera-se do candidato a capacidade
de efetuar cálculos estequiométricos elementares,
envolvendo grandezas como massa, volume, massa molar, quantidade
de matéria, entalpia, etc. Será avaliada, também,
a sua habilidade em cálculos que envolvam concentração,
percentagens e constantes físico-químicas.
Considera-se importante a capacidade de lidar com relações
quantitativas, envolvendo as variáveis pressão,
volume, temperatura e quantidade de matéria.
As relações de massa e de volume, assim como
os cálculos estequiométricos, deverão
ser encarados como conseqüências diretas da existência
de átomos, que tomam parte em proporções
definidas na constituição das substâncias.
No tocante à Química Orgânica, espera-se
que o candidato tenha a capacidade de reconhecer grupos funcionais
e de entender os principais tipos de reações,
sabendo aplicá-los aos compostos mais simples. Considera-se
importante o conhecimento das propriedades e dos usos de algumas
substâncias relevantes para a atividade humana, em especial,
das substâncias de importância industrial (petróleo,
gás natural, álcoois, sabões e detergentes,
macromoléculas naturais e sintéticas).
A experimentação, tanto a realizada em âmbito
estrito de laboratório, quanto a realizada de maneira
menos formal, mas sistematizada, no cotidiano, constitui aspecto
fundamental do aprendizado da Química. Assim sendo,
todos os itens do programa poderão envolver experimentação
científica. Espera-se que o candidato tenha habilidades
específicas, tais como registrar e analisar dados,
organizá-los em tabelas e gráficos, reconhecer
a finalidade de materiais de laboratório em montagens
experimentais, propor materiais adequados para a realização
de experimentos, bem como tenha conhecimento de aparelhagens
de laboratório usadas em operações básicas
como filtração, destilação e titulação.
As questões formuladas no vestibular conterão
todos os dados necessários e avaliarão, principalmente,
habilidades de compreensão, interpretação
e análise das informações recebidas.
PROGRAMA
1.
TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
A existência de relações de massa fixas
entre reagentes e produtos, permitindo os cálculos
estequiométricos, deve ser reconhecida como conseqüência
da descontinuidade da matéria, isto é, da presença
de átomos e moléculas em sua constituição.
O balanceamento de reações, inclusive de oxirredução,
constitui requisito importante para a realização
de cálculos estequiométricos. Para este fim,
também o conhecimento das leis dos gases é fundamental,
uma vez que muitas reações envolvem substâncias
nesse estado físico.
1.1. Reconhecimento das transformações químicas:
mudança de cor, formação/desaparecimento
de sólidos numa solução, absorção/liberação
de energia, desprendimento de gases.
1.2. Interpretação das transformações
químicas
1.2.1. Evolução do modelo atômico: do
modelo corpuscular de Dalton ao modelo de Rutherford-Bohr.
1.2.2. Átomos e moléculas: número atômico,
número de massa, isótopos, massa molar e constante
de Avogadro.
1.2.3. Reações químicas.
1.3. Representação das transformações
químicas
1.3.1. Representação simbólica dos elementos
e substâncias.
1.3.2. Equação química, balanceamento,
número de oxidação.
1.4. Aspectos quantitativos das transformações
químicas
1.4.1. Leis de Lavoisier, Proust e Gay-Lussac.
1.4.2. Leis dos gases, equação de estado do
gás ideal.
1.4.3. Cálculos estequiométricos: massa, volume,
mol, massa molar, volume molar dos gases.
2. PROPRIEDADES E UTILIZAÇÃO DOS MATERIAIS
Espera-se o conhecimento de algumas substâncias importantes
na economia do País, em termos da ocorrência
das matérias-primas, da produção industrial,
das propriedades, da utilização e do descarte
dessas substâncias. Conhecer as ligações
químicas nos elementos e nos compostos que constituem
tais substâncias é essencial. Interações
intermoleculares precisam ser reconhecidas como determinantes
de propriedades físicas de substâncias, tais
como temperatura de ebulição e solubilidade.
2.1. Elementos e suas substâncias
2.1.1. A tabela periódica: reatividade dos metais alcalinos,
metais alcalino-terrosos e halogênios.
2.1.2. Estados físicos da matéria – mudanças
de estado.
2.1.3. Separação de componentes de mistura:
filtração, decantação, destilação
simples e fracionada, cristalização e cromatografia
em papel.
2.2. Metais
2.2.1. Alumínio, cobre e ferro: ocorrência, obtenção
industrial, propriedades e utilização.
2.2.2. Ligas: latão, bronze e aço.
2.2.3. Ligação metálica.
2.3. Substâncias iônicas
2.3.1. Principais compostos dos grupos cloreto, carbonato,
sulfato, nitrato e fosfato e suas aplicações.
2.3.2. Ligação iônica.
2.4. Substâncias moleculares
2.4.1. Hidrogênio, oxigênio, nitrogênio,
cloro, amônia: propriedades e usos.
2.4.2. Ligação covalente.
2.4.3. Polaridade das ligações.
2.4.4. Interações intermoleculares: van der
Waals e ligação de hidrogênio.
2.5. A indústria química
2.5.1. Obtenção e aplicações industriais
de hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, cloro,
hidróxido de sódio, amônia, óxido
de cálcio, ácido clorídrico, ácido
sulfúrico e ácido nítrico.
2.5.2. Implicações ambientais da produção
e da utilização desses produtos industriais.
2.6. Ciclos de dióxido de carbono, enxofre e nitrogênio
na natureza. Implicações ambientais.
3. A ÁGUA NA NATUREZA
É imprescindível notar que, apesar de a água
ser abundante na Terra, sua disponibilidade na forma de água
potável, ou mesmo para uso industrial, é extremamente
limitada. O adensamento populacional e a expansão da
atividade industrial vêm, de um lado, aumentando a demanda
por água e, de outro, reduzindo sua oferta, este último
fator ocorrendo em virtude da crescente poluição
da água. Um tratamento mais sofisticado da água
torna-se necessário e o tratamento de esgotos, imperativo.
As propriedades da água, tais como sua capacidade de
dissolver substâncias, seu calor de vaporização
e seu calor específico, devem servir de base para o
entendimento de sua importância na Terra e das medidas
que podem ser tomadas para aumentar sua disponibilidade.
As propriedades de ácidos e bases precisam ser conhecidas
para permitir distinguir essas substâncias entre si
e de outras. A ação de ácidos, inclusive
de ácidos oxidantes, sobre alguns metais, é
de grande importância.
3.1. Estrutura da água, propriedades, importância
para a vida e seu ciclo na natureza
3.2. Interações da água com outras substâncias
3.2.1. Processo de dissolução, curvas de solubilidade.
3.2.2. Concentrações (percentagem, ppm, g/L,
mol/L).
3.2.3. Aspectos qualitativos dos efeitos do soluto nas seguintes
propriedades da água: pressão de vapor, temperatura
de congelamento, temperatura de ebulição e pressão
osmótica
3.3. Estado coloidal
3.3.1. Caracterização e propriedades.
3.3.2. Aplicações práticas.
3.4. Ácidos, bases, sais e óxidos
3.4.1. Ácidos e bases (conceito de Arrhenius).
3.4.2. Principais propriedades dos ácidos e bases:
indicadores, condutibilidade elétrica, reação
com metais, reação de neutralização.
3.4.3. Usos de ácido clorídrico, ácido
sulfúrico, ácido nítrico, amônia
e hidróxido de sódio
3.4.4. Óxidos de carbono, nitrogênio, enxofre,
metais alcalinos, metais alcalino-terrosos; interação
com água; poluição atmosférica.
3.5. Poluição e tratamento da água
4. DINÂMICA DAS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
É importante reconhecer os fatores que influem na velocidade
das reações químicas e ter familiaridade
com gráficos de concentração de reagentes
e produtos em função do tempo. É fundamental
a caracterização de equilíbrios químicos,
tanto em fase gasosa, quanto em solução, incluindo-se
a dissociação de ácidos e a hidrólise
de sais de ácidos fracos e bases fracas. O conhecimento
da perturbação de equilíbrios e dos fatores
que a desencadeiam é considerado essencial. Espera-se
do candidato a capacidade de realização de cálculos
simples envolvendo constantes de equilíbrio.
4.1. Velocidade das transformações químicas
4.1.1. Fatores que influenciam a velocidade da reação.
4.1.2. Colisões moleculares. Energia de ativação.
4.2. Equilíbrio em transformações químicas
4.2.1. Caracterização macroscópica e
microscópica (dinâmica) do estado de equilíbrio.
4.2.2. Constante de equilíbrio.
4.2.3. Perturbação do equilíbrio.
4.2.4. Produto iônico da água, pH.
4.2.5. Equilíbrios em solução envolvendo
ácidos, bases e sais.
5. ENERGIA NAS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
A compreensão das manifestações de calor
que acompanham transformações químicas,
incluindo-se a fusão, a vaporização e
a dissolução, é essencial. Assim, é
importante saber calcular a variação de entalpia
numa transformação química a partir de
entalpias de formação, entalpias de combustão
ou de variações de entalpia em outras reações,
bem como a partir de energias de ligação. Espera-se
do candidato o reconhecimento dos componentes de pilhas e
cubas eletrolíticas e a compreensão dos fenômenos
que ocorrem nesses processos. Os potenciais padrão
de redução devem ser entendidos como uma quantificação
da série eletroquímica.
5.1. Transformações químicas e energia
térmica
5.1.1. Calor nas transformações químicas.
Entalpia.
5.1.2. Princípio da conservação da energia,
energia de ligação.
5.2. Transformações químicas e energia
elétrica
5.2.1. Produção de energia elétrica:
pilha.
5.2.2. Consumo de energia elétrica: eletrólise.
5.2.3. Representação das transformações
que ocorrem na pilha e no processo de eletrólise por
meio de equações químicas balanceadas.
5.2.4. Interpretação e aplicação
de potenciais padrão de redução.
6. TRANSFORMAÇÕES NUCLEARES NATURAIS E ARTIFICIAIS
Neste item são importantes o conhecimento das propriedades
e da origem de raios alfa, beta e gama, a representação
de reações nucleares e o conceito de meia-vida
e sua aplicação.
6.1. Conceitos fundamentais da radioatividade: emissões
alfa, beta e gama; propriedades.
6.2. Reações nucleares: fissão e fusão
nucleares.
6.3. Radioisótopos e meia-vida
6.4. Usos da energia nuclear e implicações ambientais
7. COMPOSTOS ORGÂNICOS
Os compostos orgânicos ocupam posição
privilegiada na Química, não só pelo
fato de constituírem a maioria dos compostos conhecidos,
mas também por sua importância para a vida e
presença em nosso cotidiano, na forma de uma variedade
de materiais com que temos contacto. Assim sendo, o conhecimento
das principais funções orgânicas é
essencial, bem como de alguns compostos mais comuns, sendo,
nesse caso, desejável conhecer nomes oficiais e usuais
e fórmulas estruturais. Noções sobre
alguns tipos de compostos, tais como gorduras, detergentes
e polímeros são necessárias, devido à
presença marcante deles em nosso dia-a-dia.
7.1. Características gerais
7.1.1. Fórmulas estruturais; reconhecimento das principais
classes de compostos (hidrocarbonetos, álcoois, éteres,
haletos de alquila, aminas, aldeídos, cetonas, ácidos
carboxílicos, ésteres e amidas). Isomeria.
7.1.2. Propriedades físicas dos compostos orgânicos.
7.1.3. Fórmulas estruturais e nomes oficiais de compostos
orgânicos simples contendo apenas um grupo funcional.
Nomes usuais: etileno, acetileno, álcool metílico,
álcool etílico, formaldeído, acetona;
ácido acético, tolueno.
7.2. Reações em química orgânica:
Principais tipos de reação: substituição,
adição, eliminação, oxidação,
redução, esterificação e hidrólise
ácida e básica.
7.3. Química orgânica no cotidiano
7.3.1. Hidrocarbonetos. Petróleo e gás natural:
origem, ocorrência e composição; destilação
do petróleo (principais frações: propriedades
e usos); combustão; implicações ambientais.
Etileno, acetileno, benzeno, tolueno e naftaleno; propriedades
e usos.
7.3.2. Álcoois: produção de etanol: fermentação
alcoólica; álcoois como combustíveis:
metanol e etanol; implicações ambientais.
7.3.3. Triglicerídeos (gorduras e óleos), sabões
e detergentes. Obtenção, propriedades e usos.
7.3.4. Macromoléculas. Polímeros naturais: carboidratos
e proteínas; estrutura e propriedades. Polímeros
sintéticos: polímeros de adição
(polietileno, poliestireno, PVC e teflon) e polímeros
de condensação (poliéster e poliamida);
estrutura, propriedades, produção e uso, reciclagem
e implicações ambientais.
Fonte:
FUVEST
Informe à Imprensa 01/2003 - 01/03/2002
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