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ENEM 2016
Os tensoativos são compostos capazes de interagir com substâncias polares e apolares. A parte iônica dos tensoativos interage com substâncias polares, e a parte lipofílica interage com as apolares. A estrutura orgânica de um tensoativo pode ser representada por:
Esse arranjo é representado esquematicamente por:
a
b
c
d
e
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Resposta
C
Tempo médio
1 min
Resolução
Para resolver esta questão, precisamos entender como as moléculas de tensoativo se organizam na interface entre a água e o ar.
- Identificar as partes da molécula tensoativa: O texto e a primeira imagem mostram que o tensoativo tem uma parte iônica/polar (representada pelo grupo carboxilato \(-COO^-\) na fórmula estrutural e pelo círculo preto na representação esquemática) e uma parte lipofílica/apolar (representada pela longa cadeia de hidrocarbonetos na fórmula estrutural e pela linha ondulada na representação esquemática). A parte polar é hidrofílica (interage bem com a água) e a parte apolar é hidrofóbica (repele a água) e lipofílica (interage bem com substâncias apolares, como o ar ou óleos).
- Considerar o ambiente: O tensoativo é adicionado sobre a água. Isso cria uma interface entre a água (líquido polar) e o ar (majoritariamente composto por gases apolares como N2 e O2).
- Aplicar o princípio das interações intermoleculares: Moléculas polares interagem favoravelmente com outras moléculas polares, e moléculas apolares interagem favoravelmente com outras moléculas apolares. Portanto, a cabeça polar (círculo preto) do tensoativo buscará interagir com a água polar, enquanto a cauda apolar (linha ondulada) buscará evitar a água e interagir com o ar apolar.
- Deduzir o arranjo na superfície: Para satisfazer essas interações, as moléculas de tensoativo se organizarão na superfície da água, formando uma monocamada. As cabeças polares (círculos pretos) mergulharão na água, e as caudas apolares (linhas onduladas) apontarão para fora da água, em direção ao ar.
- Analisar as opções: Devemos procurar a imagem que representa esse arranjo.
- A: Cabeças polares no ar, caudas apolares na água. Incorreto.
- B: Moléculas dispersas aleatoriamente na água. Incorreto (o texto fala em arranjo ordenado na superfície).
- C: Cabeças polares na água, caudas apolares no ar, formando uma camada na superfície. Correto.
- D: Moléculas no fundo do recipiente. Incorreto (concentram-se na interface).
- E: Estrutura de bicamada na superfície. Incorreto (isso é mais característico de membranas ou outras estruturas, não da simples adição na superfície formando monocamada).
Portanto, a representação esquemática correta do arranjo das moléculas de tensoativo na superfície da água é a mostrada na opção C.
Dicas
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Lembre-se da regra "semelhante dissolve semelhante" ou "semelhante interage com semelhante". Qual parte do tensoativo é "semelhante" à água?
A água é polar. O ar é predominantemente apolar. Onde a parte polar do tensoativo preferirá ficar? E a parte apolar?
O tensoativo é adicionado *sobre* a água. Onde as moléculas se concentrarão e como se orientarão?
Erros Comuns
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Inverter a identificação das partes polar e apolar na representação esquemática (achar que o círculo é apolar e a linha ondulada é polar).
Aplicar incorretamente o princípio de interação, pensando que a parte apolar interage com a água.
Não reconhecer que os tensoativos se concentram e se organizam na interface água-ar.
Confundir a monocamada na superfície com outras estruturas que os tensoativos podem formar (como micelas dentro da água ou bicamadas).
Revisão
Revisão de Conceitos Essenciais:
- Polaridade Molecular: Moléculas como a água (H2O) são polares devido à diferença de eletronegatividade entre os átomos e à geometria molecular assimétrica. Moléculas como as de hidrocarbonetos (cadeias de C e H) são geralmente apolares.
- Interações Intermoleculares: Substâncias polares tendem a se dissolver ou interagir com outras substâncias polares ("semelhante dissolve semelhante") através de forças como ligações de hidrogênio e dipolo-dipolo. Substâncias apolares interagem com outras substâncias apolares através de forças de dispersão de London.
- Interações Hidrofílica e Hidrofóbica: Partes polares de uma molécula são hidrofílicas ("amigas da água"), enquanto partes apolares são hidrofóbicas ("aversas à água").
- Tensoativos (Surfactantes): São moléculas anfifílicas, possuindo uma "cabeça" hidrofílica (polar ou iônica) e uma "cauda" hidrofóbica (apolar, geralmente uma longa cadeia de hidrocarboneto). Eles tendem a se acumular nas interfaces (ex: água-ar, água-óleo) e podem formar agregados como micelas em solução aquosa acima de uma certa concentração.
- Arranjo na Interface Água-Ar: Na superfície da água, os tensoativos formam uma monocamada orientada com as cabeças hidrofílicas voltadas para a água e as caudas hidrofóbicas voltadas para o ar.
30%
Taxa de acerto
0.9
Média de pontos TRI
Habilidade
Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica.
Porcentagem de alternativa escolhida por nota TRI
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