ENEM 2018 · Ciências da Natureza · Química · soluções
Questão 118 do ENEM 2018
Resposta: letra B. A questão trata do fenômeno de dilatação térmica em um sólido cristalino. À medida que a temperatura aumenta, a energia cinética dos átomos aumenta, fazendo com que eles oscilem mais e se afastem ligeiramente uns dos outros, deslocando a posição de equilíbrio médio. Isso é observado como um deslocamento na distância de ligação ao longo das linhas horizontais da figura, que representam diferentes temperaturas.
Alguns materiais sólidos são compostos por átomos que interagem entre si formando ligações que podem ser covalentes, iônicas ou metálicas. A figura apresenta a energia potencial de ligação em função da distância interatômica em um sólido cristalino. Analisando essa figura, observa-se que, na temperatura de zero kelvin, a distância de equilíbrio da ligação entre os átomos corresponde ao valor mínimo de energia potencial. Acima dessa temperatura, a energia térmica fornecida aos átomos aumenta sua energia cinética e faz com que eles oscilem em torno de uma posição de equilíbrio média (círculos cheios), que é diferente para cada temperatura. A distância de ligação pode variar sobre toda a extensão das linhas horizontais, identificadas com o valor da temperatura, de a , (temperaturas crescentes).
O deslocamento observado na distância média revela o fenômeno da
- AIonização.
- BDilatação.Resposta correta
- CDissociação.
- DQuebra de ligações covalentes.
- EFormação de ligações metálicas.
Como resolver a questão 118 passo a passo?
O conceito que resolve
Dilatação térmica é o aumento no volume ou nas dimensões de um material devido ao aumento de sua temperatura. Em sólidos cristalinos, isso ocorre porque os átomos vibram mais intensamente e se afastam do centro de suas ligações, aumentando a distância média entre eles.
Como chegar na resposta
- Analisar a figura: observar que a distância de equilíbrio (mínimo de energia potencial) muda com a temperatura, deslocando-se para a direita (maior distância) conforme a temperatura aumenta.
- Interpretar o deslocamento: o movimento dos átomos em torno de uma posição de equilíbrio média que se desloca indica que a estrutura do cristal está se expandindo, o que é característico da dilatação térmica.
- Excluir outras opções: ionização, dissociação e quebra de ligações covalentes envolvem mudanças químicas ou de estado, não apenas um deslocamento geométrico; formação de ligações metálicas não é um fenômeno observado aqui, pois as ligações já existem e estão apenas se ajustando à temperatura.
Por que cada alternativa
- AIonização: Errado. Ionização envolve a perda de elétrons e a formação de íons, o que não é observado aqui. A figura mostra apenas um deslocamento geométrico dos átomos, não uma mudança de estado de carga.
- BDilatação: Correto. O deslocamento da posição de equilíbrio médio para maiores distâncias interatômicas com o aumento da temperatura é a definição clássica de dilatação térmica em sólidos.
- CDissociação: Errado. Dissociação refere-se à separação de moléculas ou íons, geralmente em solução. Aqui, estamos olhando para um sólido onde os átomos permanecem ligados, apenas se afastando ligeiramente, o que é dilatação, não dissociação.
- DQuebra de ligações covalentes: Errado. Se as ligações covalentes estivessem quebrando, veríamos uma separação completa dos átomos ou uma mudança drástica na energia potencial. Aqui, a ligação permanece intacta, apenas se estica um pouco, o que é consistente com dilatação.
- EFormação de ligações metálicas: Errado. A questão diz que o sólido já tem ligações (covalentes, iônicas ou metálicas). A figura mostra o comportamento dessas ligações existentes sob calor, não a formação de novas ligações metálicas.
Onde essa questão derruba a maioria
A pegadinha está em confundir o conceito de 'deslocamento' com mudanças de estado ou reações químicas. Muitos estudantes podem pensar que qualquer movimento de átomos significa quebra de ligações ou ionização, mas aqui o movimento é controlado e reversível, típico de dilatação térmica.
O que estudar se você errou
Para revisar, é importante entender a diferença entre dilatação térmica (movimento elástico dos átomos) e fenômenos destrutivos como quebra de ligações ou dissociação. Também é útil lembrar que em gráficos de energia potencial vs. distância, o mínimo representa a posição de equilíbrio, e seu deslocamento com a temperatura é a assinatura da dilatação.
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