AGUA A MOLECULA DA VIDA QUIMICA AMBIENTAL

Prévia do material em texto

Temas 
ENEM 
2016 
 
Água a molécula da vida 
Professor Marcos Antonio 
Maiores informações e descobertas 
Acesse: 
www.saberexatas.moodlelivre.com.br 
www.saberexatas.blogspot.com 
SABER EXATAS 
___________________________________________________________________________ 
www.saberexatas.moodlelivre.com 
___________________________________________________________________________ 
MELHOR LER ANTES DE USAR 
 
 
 
Esta apostila faz parte da série temas do ENEM, e compõem o projeto saber exatas, que é uma iniciativa que 
visa tornar prazeroso e inteligível o estudo das ciências exatas, pois acreditamos que tudo aquilo que não entendemos 
não é prazeroso e, portanto, deixamos de lado, atualmente além do material que está em suas mãos, você também pode 
nos encontrar na internet em três endereços virtuais: nossa plataforma virtual de aprendizado 
www.saberexatas.moodlelivre.com , nosso blog www.saberexatas.blogspot.com e nosso site 
http://marcosexatas.wixsite.com/saberexatas , e ainda em nossa salinha como foi carinhosamente apelidada pelos 
nossos alunos, que está instalada em Suzano. Ao criar este material alguns princípios básicos foram levados em 
conta, o principal deles é sem dúvida o respeito, em cada linha escrita procurei respeitar o ritmo de cada estudante, 
valorizando os avanços, motivando e incentivando o gosto pelo estudo. Durante os seus estudos você vai perceber 
algumas palavras ou frases grifadas em verde, foi a forma que encontrei para mostrar que vale a pena aprofundar no 
tema grifado, e que por isso serão tratados com maiores detalhes em próximas edições. Neste edição estou dando 
enfoque especial no ENEM, porém não significa que você não possa utilizá-lo para estudar para os principais 
vestibulares. Nas páginas que seguem você encontrará exercícios resolvidos do ENEM, que estão nas seções AGORA 
É COM VOCÊ, RESOLVA, com dicas de como aproveitar as informações fornecidas pelo enunciado, e comentários das 
respostas. Você vai ver que muitas vezes uma boa leitura e interpretação basta para resolver a questão. Para facilitar 
seus estudos comecei explicando da base, ou seja o que considero básicas sobre o tema, e fui me aprofundando nas 
seções ALGO MAIS SOBRE, onde pode-se encontrar assuntos sempre presentes nas provas do ENEM e vestibulares. 
Não poderiam faltar questões para você testar seus conhecimentos, no final desta edição estão os gabaritos destes 
exercícios que estão na seção AGORA É COM VOCÊ, RESOLVA. 
Algumas Informações sobre o Professor autor da série temas do ENEM: 
Prof. Marcos Antonio Vasco de Almeida 
Técnico em Química, pela Cefet- Al; 
Licenciado em Química, Pela USP; 
Pedagogo pela UNICID 
Pós graduando em docência em ensino superior pela UBC. 
SABER EXATAS 
___________________________________________________________________________ 
www.saberexatas.moodlelivre.com 
___________________________________________________________________________ 
A recente história do ENEM, e outros 
vestibulares revela que o tema água é sempre presente 
nos exames, não só em Química, mas em diversas 
matérias, nesta apostila vamos abordar algumas 
informações sobre a água, porém focaremos desta vez 
apenas aspectos Químicos. 
 A FORMAÇÃO DA MOLÉCULA DA ÁGUA 
A água é uma substância formada por dois 
átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio (H2O), 
como você pode observar a molécula da água é 
formados por três átomos de dois diferentes 
elementos Químicos o Hidrogênio (H) Oxigênio 
(O). Esses elementos unem-se para formar a molécula 
da água através das chamadas ligações covalentes 
ou moleculares, que se caracterizam pelo 
compartilhamento de elétrons presentes na camada de 
valência para adquirir estabilidade. 
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA 
A água possui massa molar 18g/mol, possui 
molécula polar, muitas vezes é chamada de solvente 
universal. Anteriormente vimos como é formada a 
molécula de água, mas para formar á agua que vemos 
nos mares, rios ou até em um refrescante copo com 
água, é necessário que as moléculas de água juntem-
se, isso ocorre por ligações entre as moléculas 
chamadas de ligações de hidrogênio essas ligações 
acontecem em virtude da atração exercida pelos 
átomos de oxigênio aos átomos de hidrogênio das 
moléculas vizinhas. 
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA 
 A água possui ponto de fusão igual a 0°C, 
ponto de ebulição 100°C. A água, quando 
comparada com várias outras substâncias, é que menos 
varia sua temperatura em função da quantidade de 
calor fornecida ou retirada, ou seja a que possui o 
maior calor específico, que corresponde a 1 
cal/g.ºC. Há um outro fato muito interessante sobre a 
água e como sua densidade varia em relação a 
temperatura, este fato é chamado comportamento 
anômalo da água, e consiste no seguinte, á agua no 
estado sólido possui menor densidade que no estado 
líquido, fato que ocorre de forma contrária na grande 
maioria das substâncias, a densidade da água tem valor 
em torno de 1g/cm
3
, mas como já dito este valor varia 
de acordo com a temperatura, mas nas provas do 
ENEM, você não deve se preocupar em decorar 
valores de densidade. 
 A ÁGUA NO CORPO HUMANO 
 Para começo de história a água exerce 
importante papel como solvente, ou seja facilitando 
muito as diversas reações químicas que nos mantém 
vivos. Além dessa importante função ela também atua 
em: eliminação de substâncias tóxicas; importante 
componente do plasma sanguíneo, sendo, portanto, 
participante no transporte de nutrientes, oxigênio e 
sais minerais para as células; regulação da temperatura 
do corpo. 
 O CICLO DA ÁGUA 
O ciclo da água, ou ciclo hidrológico funciona 
da seguinte forma: 
A água evapora dos oceanos, lagos e rios 
(estado líquido), e para isso usa o calor do sol e ação 
dos ventos. 
No estado gasoso o vapor de água, que é mais 
leve que o ar, por isso sobe até a atmosfera, se 
acumulando nas nuvens. 
Quando as massas de ar frio atingem essas 
nuvens, o vapor de água contido nelas se condensa, 
transformando-se em gotículas de água que voltam à 
superfície em forma de chuva. 
Ao chegar novamente no solo onde há 
vegetação, parte é utilizada pelas plantas, e o restante 
vai para os rios, os lagos, e a formação dos lençóis de 
água. E a partir daí, o ciclo recomeça. 
Agora que já conhecemos melhor essa 
substância química tão importante na natureza vamos 
ver como este tema é abordado no ENEM. 
 QUESTÃO COMENTADA 
SABER EXATAS 
___________________________________________________________________________ 
www.saberexatas.moodlelivre.com 
___________________________________________________________________________ 
A questão que você vai ler a seguir é um bom exemplo 
do tema água . No enunciado fica evidente duas 
formas de abordagem, sob o aspecto da poluição, e 
da utilização deste recurso pelo homem, como se 
costuma dizer nos meios acadêmicos, pelos 
elaboradores de questões “ a água como produto 
industrial”. Fique atento a estes temas! Mas vamos a 
questão. 
(ENEM 2015) A indústria têxtil utiliza grande 
quantidade de corantes no processo de tingimento dos 
tecidos. O escurecimento das águas dos rios causado 
pelo despejo desses corantes pode desencadear uma 
série de problemas no ecossistema aquático. 
Considerando esse escurecimento das águas, o 
impacto negativo inicial que ocorre é o(a): 
a) eutrofização 
b) proliferação de algas. 
c) inibição da fotossíntese. 
d) fotodegradação da matéria orgânica. 
e) aumento da quantidade de gases dissolvidos 
Resolução :A presença de corantes na água reduz a penetração de 
luz trazendo, inicialmente, uma redução na 
fotossíntese Resposta alternativa C. 
 Colocar a resposta e um comentário é fácil, 
mas ensinar como usar o enunciado para descobrir a 
resposta só nos fazemos, veja a seguir enunciado 
comentado. Preste atenção nos trechos em vermelho. 
O primeiro trecho em destaque é: “O escurecimento 
das águas”, luz lembra fotossíntese. 
O segundo trecho é “o impacto negativo inicial” que 
nos ajuda a resolver a questão, já que a eutrofização é 
uma consequência de longo prazo. A propósito, vamos 
lembrar o que é eutrofização? 
EUTROFIZAÇÃO 
È o processo de poluição de corpos d´água, 
como rios e lagos, os lagos e rios vítimas deste 
processo acabam adquirindo uma coloração turva e 
ficam com níveis baixíssimos de oxigênio dissolvido 
na água. È causado pelo acúmulo de nutrientes 
dissolvidos na água, na maioria provenientes da ação 
indiscriminada do homem. O excesso de nutrientes 
provoca o desenvolvimento exagerado das vegetações 
aquáticas , especialmente as algas. Isso provoca a 
morte de diversas espécies animais e a longo prazo 
vegetais, já que a falta de oxigênio provoca a extinção 
da vida, e tem um altíssimo impacto para os 
ecossistemas aquáticos. 
 
 AGORA É COM VOCÊ, RESOLVA 
1.(ENEM 2010) O despejo de dejetos de esgotos 
domésticos e industriais vem causando sérios 
problemas aos rios brasileiros. Esses poluentes são 
ricos em substâncias que contribuem para a 
eutrofização de ecossistemas, que é um 
enriquecimento da água por nutrientes, o que provoca 
um grande crescimento bacteriano e, por fim, pode 
promover escassez de oxigênio. Uma maneira de evitar 
a diminuição da concentração de oxigênio no ambiente 
é: 
a) Aquecer as águas dos rios para aumentar a 
velocidade de decomposição dos dejetos. 
b) Retirar do esgoto os materiais ricos em nutrientes 
para diminuir a sua concentração nos rios. 
c) Adicionar bactérias anaeróbicas às águas dos rios 
para que elas sobrevivam mesmo sem oxigênio. 
d) Substituir produtos não degradáveis por 
biodegradáveis para que as bactérias possam utilizar os 
nutrientes. 
e) Aumentar a solubilidade dos dejetos no esgoto para 
que os nutrientes fiquem mais acessíveis às bactérias. 
 QUESTÃO COMENTADA 
(ENEM 2015) Pesticidas são substâncias utilizadas 
para promover o controle de pragas. No entanto, após 
sua aplicação em ambientes abertos, alguns pesticidas 
organoclorados são arrastados pela água até lagos e 
rios e, ao passar pelas guelras dos peixes, podem 
difundir-se para seus tecidos lipídicos e lá se 
acumularem. A característica desses compostos, 
responsável pelo processo descrito no texto, é o(a) 
a) baixa polaridade. 
b) baixa massa molecular. 
c) ocorrência de halogênios. 
SABER EXATAS 
___________________________________________________________________________ 
www.saberexatas.moodlelivre.com 
___________________________________________________________________________ 
d) tamanho pequeno das moléculas. 
e) presença de hidroxilas nas cadeias. 
Resolução 
Resposta alternativa A 
 
Novamente a correta leitura, com atenção aos detalhes 
é decisivo para acertar a questão. Preste atenção aos 
trechos destacados na questão: 
“são arrastados pela água” a água só arrasta o que 
não consegue dissolver. 
“se acumularem” só é possível o acúmulo , por que 
é insolúvel. 
Por fim basta lembrar que a água é um solvente 
polar, e da regra de ouro “polar dissolve polar, e 
apolar dissolve apolar”. Logo, se essa substância foi 
arrastada e se acumulou como diz o enunciado, 
concluímos que ela tem baixa polaridade. 
Agora é uma boa oportunidade para você conhecer 
algumas substâncias polares e apolares, então vamos 
lá. 
Substâncias polares Substâncias apolares 
Etanol Gasolina 
Sal de cozinha Óleos e Gorduras 
Ácido clorídrico Benzeno 
Tabela 1: Substâncias polares e apolares 
 ALGO MAIS SOBRE... 
 
Você seria capaz de dizer como o detergente e 
o sabão são capazes de se dissolver em água, e também 
dissolver gorduras e óleos? Nunca deve ter pensado 
nisso não é mesmo? Mas agora que estamos falando 
nisso, vamos descobrir? 
O detergente, que também pode ser chamado de 
tensoativo, é formado por moléculas cuja estrutura 
possui uma parte hidrofílica (solúvel em água), e outra 
parte lipofílica (solúvel em gorduras e óleos e não em 
água). Outra coisa importante é que quanto mais longa 
a molécula, mais eficiente é a ação detergente. 
 
Figura 1 Molécula de sabão 
 AGORA É COM VOCÊ, RESOLVA 
 
2.(ENEM 2014) A capacidade de limpeza e a 
eficiência de um sabão dependem de sua propriedade 
de formar micelas estáveis, que arrastam com 
facilidade as moléculas impregnadas no material a ser 
limpo. Tais micelas têm em sua estrutura partes 
capazes de interagir com substâncias polares, como a 
água, e partes que podem interagir com substâncias 
apolares, como as gorduras e os óleos. A substância 
capaz de formar as estruturas mencionadas é 
a) C18H36. 
b) C17H33COONa. 
c) CH3CH2COONa. 
d) CH3CH2CH2COOH. 
e) CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH2. 
 QUESTÃO COMENTADA 
 
(ENEM 2014) Para impedir a contaminação 
microbiana do suprimento de água, deve-se eliminar as 
emissões de efluentes e, quando necessário, tratá-lo 
com desinfetante. O ácido hipocloroso (HClO), 
produzido pela reação entre cloro e água, é um dos 
compostos mais empregados como desinfetante. 
Contudo, ele não atua somente como oxidante, mas 
também como um ativo agente de cloração. A presença 
de matéria orgânica dissolvida no suprimento de água 
clorada pode levar à formação de clorofórmio (CHCl3) 
e outras espécies orgânicas cloradas tóxicas. Visando 
eliminar da água o clorofórmio e outras moléculas 
orgânicas, o tratamento adequado é a: 
a) filtração, com o uso de filtros de carvão ativo. 
b) fluoretação, pela adição de fluoreto de sódio. 
c) coagulação, pela adição de sulfato de alumínio. 
d) correção do pH, pela adição de carbonato de sódio. 
e) floculação, em tanques de concreto com a água em 
movimento. 
SABER EXATAS 
___________________________________________________________________________ 
www.saberexatas.moodlelivre.com 
___________________________________________________________________________ 
 
Resposta Alternativa A 
Esta questão exige o conhecimento prévio sobre o 
tratamento de água, neste processo a água passa pela 
 filtração com carvão ativado para a remoção das 
moléculas orgânicas indesejáveis, que podem provocar 
odores e reações secundárias, como a citada no 
enunciado. 
 
 ALGO MAIS SOBRE... 
 
O carvão ativado possui poros, parece uma 
esponja, só que seus “furinhos” são muitas vezes 
menores e por isso tem a capacidade de coletar 
seletivamente gases, líquidos e impurezas no interior 
dos seus poros, sendo por isso utilizado em sistemas de 
filtragem. Veja algumas aplicações: tratamento de 
água, tratamento de efluentes, adsorção de gases: o 
carvão ativado é usado para filtrar gases tóxicos 
resultantes de processos industriais. Um outro tema 
muito importante no ENEM é o tratamento de água e 
afluentes, mas ai é assunto para a nossa próxima 
apostila, não perca. 
 AGORA É COM VOCÊ, RESOLVA 
 
3.(ENEM 2009)Na atual estrutura social, o 
abastecimento de água tratada desempenha um papel 
fundamental para a prevenção de doenças. Entretanto, 
a população mais carente é a que mais sofre com a 
falta de água tratada, em geral, pela falta de estações 
de tratamento capazes de fornecer o volume deágua 
necessário para o abastecimento ou pela falta de 
distribuição dessa água. 
 
No sistema de tratamento de água apresentado na 
figura, a remoção do odor e a desinfecção da água 
coletada ocorrem, respectivamente, nas etapas: 
a) 1 e 3 b) 1 e 5 c) 2 e 4 d) 2 e 5 e) 3 e 4 
 QUESTÃO COMENTADA 
 
 (ENEM 2014) A elevação da temperatura das águas 
de rios, lagos e mares diminui a solubilidade do 
oxigênio, pondo em risco as diversas formas de vida 
aquática que dependem desse gás. Se essa elevação de 
temperatura acontece por meios artificiais, dizemos 
que existe poluição térmica. As usinas nucleares, pela 
própria natureza do processo de geração de energia, 
podem causar esse tipo de poluição. Que parte do ciclo 
de geração de energia das usinas nucleares está 
associada a esse tipo de poluição? 
a) Fissão do material radioativo. 
b) Condensação do vapor-d'água no final do processo. 
c) Conversão de energia das turbinas pelos geradores. 
d) Aquecimento da água líquida para gerar vapor-
d'água. 
e) Lançamento do vapor-d’água sobre as pás das 
turbinas. 
 QUESTÃO COMENTADA 
 
(ENEM 2014) Um pesquisador percebe que o rótulo de 
um dos vidros em que guarda um concentrado de 
enzimas digestivas está ilegível. Ele não sabe qual 
enzima o vidro contém, mas desconfia de que seja uma 
protease gástrica, que age no estômago digerindo 
proteínas. Sabendo que a digestão no estômago é 
ácida e no intestino é básica, ele monta cinco tubos de 
ensaio com alimentos diferentes, adiciona o 
concentrado de enzimas em soluções com pH 
determinado e aguarda para ver se a enzima age em 
algum deles. O tubo de ensaio em que a enzima deve 
agir para indicar que a hipótese do pesquisador está 
correta é aquele que contém 
 
a) cubo de batata em solução com pH = 9. 
b) pedaço de carne em solução com pH = 5. 
c) clara de ovo cozida em solução com pH = 9. 
d) porção de macarrão em solução com pH = 5. 
e) bolinha de manteiga em solução com pH = 9. 
 
Esta questão exige como a maioria das questões do 
ENEM muita atenção na leitura. Além de uma boa 
interpretação, o aluno deve saber que existe uma 
escala de PH, que varia de 0 á 14, e que valores 
inferiores a 7 indicam um meio ácido. Veja o trecho 
do enunciado que resolve a questão. “protease 
gástrica, que age no estômago digerindo proteínas. 
Sabendo que a digestão no estômago é ácida” 
Sabemos que uma protease gástrica (enzima digestiva) 
age na digestão de proteínas em meio ácido 
(estômago). Então a hipótese do pesquisador será 
SABER EXATAS 
___________________________________________________________________________ 
www.saberexatas.moodlelivre.com 
___________________________________________________________________________ 
confirmada se a enzima agir no tubo de ensaio que 
contém um pedaço de carne (rico em proteínas) em 
solução com pH = 5,0 (meio ácido). 
 ALGO MAIS SOBRE... 
Acidez e basicidade 
 
Para medir o grau de acidez e de basicidade 
das soluções, podemos usar uma escala chamada de 
pH, indiretamente através da escala podemos 
determinar valores de pOH. Na escala de pH os 
valores que começam em zero (0), e são inferiores a 7 
indicam meios ácidos, valores iguais a 7 indicam uma 
solução neutra, nem ácida, nem básica e valores 
maiores que 7 até 14 são básicas. Para calcular o pH 
usamos a seguinte formula matemática: 
pH = - log [H
+
] 
O termo [H
+
] significa concentração de 
cátions hidrogênio, que dão caráter ácido as soluções. 
Desta fórmula tiramos uma importante conclusão: 
 “ Quanto maior o valor de pH, menos ácida é a 
solução”. Podemos relacionar o pH e o pOH, porém é 
bom antes você conhecer a fórmula para calcular o 
pOH. 
 pOH = - log [OH-] 
Para entender melhor veja o cálculo do pH e 
pOH (potencial hidroxiliônico) para concentrações 
numericamente iguais de ânions hidroxilas (OH
-
) e 
cátions hidrogênio (H
+
) de valor igual a 1,0 . 10
-7
 
mols/L 
 
pH = - log [H+] pOH = - log [OH-] 
pH = - log 1,0 . 10
-7
 pOH = - log 1,0 . 10
-7
 
pH = 7 pOH = 7 
Vamos aproveitar a oportunidade para 
apresentar uma outra importante relação matemática 
entre o pH e o pOH, veja: 
pH + pOH = 14 
 
 AGORA É COM VOCÊ, RESOLVA 
 
4. (ENEM 2007) De acordo com a legislação 
brasileira, são tipos de água engarrafada que podem ser 
vendidos no comércio para o consumo humano. 
 
• Água mineral: água que, proveniente de fontes 
naturais ou captada artificialmente, possui composição 
química ou propriedades físicas ou físico-químicas 
específicas, com características que lhe conferem ação 
medicamentosa. 
• Água potável de mesa: água que, proveniente 
de fontes naturais ou captada artificialmente, possui 
características que a tornam adequada ao consumo 
humano. 
• Água purificada adicionada de sais: água 
produzida artificialmente por meio da adição à água 
potável de sais de uso permitido, podendo ser 
gaseificada. 
 
Com base nessas informações, conclui-se que 
 
a) os três tipos de água descritos na legislação são 
potáveis. 
b) toda água engarrafada vendida no comércio é água 
mineral. 
c) água purificada adicionada de sais é um produto 
natural encontrado em algumas fontes específicas. 
d) água potável de mesa é adequada para o consumo 
humano porque apresenta extensa flora bacteriana. 
e) a legislação brasileira reconhece que todos os tipos 
de água têm ação medicamentosa. 
 
5. (ENEM 1998) O pH informa a acidez ou a 
basicidade de uma solução. A escala abaixo apresenta 
a natureza e o pH de algumas soluções e da água pura, 
a 25°C. 
 
Uma solução desconhecida estava sendo testada no 
laboratório por um grupo de alunos. Esses alunos 
decidiram que deveriam medir o pH dessa solução 
como um dos parâmetros escolhidos na identificação 
da solução. Os resultados obtidos estão na tabela 
abaixo. 
 
Da solução testada pelos alunos, o professor retirou 
100ml e adicionou água até completar 200ml de 
solução diluída. O próximo grupo de alunos a medir o 
pH deverá encontrar para o mesmo: 
a) valores inferiores a 1,0. 
b) os mesmos valores. 
c) valores entre 5 e 7. 
d) valores entre 5 e 3. 
e) sempre o valor 7. 
GABARITOS AGORA É COM VOCÊ, RESOLVA 
1.b 2.b 3.d 4.a 5.c