ENEM 2021 segunda aplicação

Para demonstrar os processos físicos de separação de componentes em misturas complexas, um professor de química apresentou para seus alunos uma mistura de limalha de ferro, areia, cloreto de sódio, bolinhas de isopor e grãos de feijão. Os componentes foram separados em etapas, na seguinte ordem:

Em qual etapa foi necessário adicionar água para dar sequência às separações?

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Resposta

Tempo médio

53 s

Resolução

Análise Detalhada da Questão

A questão descreve um processo de separação de uma mistura complexa contendo limalha de ferro, areia, cloreto de sódio (sal de cozinha), bolinhas de isopor e grãos de feijão. A separação ocorre em cinco etapas sequenciais, utilizando diferentes métodos físicos. O objetivo é identificar em qual etapa foi necessário adicionar água para prosseguir com a separação.

Análise das Etapas:

Etapa 1: Separação dos grãos de feijão por Catação.
Explicação: A catação é um método manual, baseado na diferença de tamanho e aspecto visual dos componentes. Não requer adição de água. Após esta etapa, restam: limalha de ferro, areia, cloreto de sódio e bolinhas de isopor.
Etapa 2: Separação da limalha de ferro por Imantação.
Explicação: A imantação utiliza um ímã para atrair e separar materiais ferromagnéticos, como a limalha de ferro. Não requer adição de água. Após esta etapa, restam: areia, cloreto de sódio e bolinhas de isopor.
Etapa 3: Separação das bolinhas de isopor por Flotação.
Explicação: A flotação é um método que se baseia na diferença de densidade entre os componentes da mistura e um líquido adicionado. Para que as bolinhas de isopor (menos densas) flutuem e se separem da areia e do cloreto de sódio (mais densos), é necessário adicionar um líquido, geralmente água. A água permite que o isopor flutue na superfície, enquanto a areia afunda e o cloreto de sódio se dissolve. Portanto, a água é adicionada nesta etapa. Após esta etapa, restam: areia (insolúvel) e cloreto de sódio dissolvido na água.
Etapa 4: Separação da areia por Filtração.
Explicação: A filtração separa um sólido insolúvel (areia) de um líquido (solução de cloreto de sódio em água). Este processo só é possível porque a água foi adicionada na etapa anterior, criando a fase líquida e dissolvendo o sal. A água não é adicionada *nesta* etapa, mas sua presença (adicionada na Etapa 3) é essencial. A areia fica retida no filtro e a solução aquosa de cloreto de sódio passa por ele.
Etapa 5: Separação do cloreto de sódio por Evaporação.
Explicação: A evaporação consiste em aquecer a solução (água + cloreto de sódio) para remover o solvente (água) e obter o soluto sólido (cloreto de sódio). Este processo requer a presença de água (adicionada na Etapa 3), que será evaporada. Não há adição de água nesta etapa.

Conclusão:

A adição de água é necessária na Etapa 3 para realizar a separação por flotação. A água permite que as bolinhas de isopor flutuem e também dissolve o cloreto de sódio, possibilitando as separações subsequentes (filtração e evaporação).

Resposta: C

Dicas

Pense nas propriedades de cada componente: o ferro é magnético, o isopor flutua na água, o sal dissolve na água, a areia não dissolve e é densa, o feijão é grande.

Qual dos métodos listados (Catação, Imantação, Flotação, Filtração, Evaporação) depende fundamentalmente da adição de um líquido para separar componentes sólidos com densidades diferentes?

Para separar a areia do sal usando filtração e depois evaporação, em que estado o sal precisa estar?

Erros Comuns

Confundir a etapa em que a água está presente com a etapa em que ela foi adicionada. A água está presente nas etapas 3, 4 e 5, mas foi adicionada na etapa 3.

Não compreender o princípio da flotação, que necessita de um líquido para ocorrer.

Achar que a filtração (Etapa 4) requer a adição de água naquele momento, sem perceber que a água já foi adicionada na etapa anterior (Etapa 3) para permitir a flotação e dissolver o sal.

Pensar que a evaporação (Etapa 5) envolve adição de água, quando na verdade ela remove a água.

Revisão

Revisão de Conceitos: Métodos de Separação de Misturas

Misturas: São sistemas formados por duas ou more substâncias puras (componentes), que podem ser homogêneas (uma única fase, ex: água e sal dissolvido) ou heterogêneas (duas ou more fases, ex: água e areia).
Métodos Físicos de Separação: Processos que não alteram a natureza química das substâncias e se baseiam nas suas propriedades físicas (tamanho, densidade, solubilidade, ponto de ebulição, magnetismo, etc.).
Catação: Separação manual de sólidos com base em diferenças visuais (tamanho, cor, forma). Usado em misturas heterogêneas sólido-sólido.
Imantação ou Separação Magnética: Separação de um componente com propriedades magnéticas (ex: ferro) dos demais, usando um ímã. Usado em misturas heterogêneas com pelo menos um componente ferromagnético.
Flotação: Separação baseada na diferença de densidade. Adiciona-se um líquido (geralmente água) à mistura de sólidos. O sólido menos denso flutua, enquanto o(s) mais denso(s) afunda(m). Usado em misturas heterogêneas sólido-sólido.
Dissolução Fracionada: Separação de uma mistura de sólidos onde apenas um deles é solúvel em um determinado solvente. Após a dissolução, usa-se outro método (como filtração) para separar o insolúvel, e depois evaporação para recuperar o solúvel.
Filtração: Separação de um sólido insolúvel de um líquido ou gás, usando um filtro que retém o sólido e deixa passar o fluido. Usado em misturas heterogêneas sólido-líquido ou sólido-gás.
Evaporação: Separação de um sólido dissolvido em um líquido, pela vaporização do líquido (solvente). Usado para recuperar o soluto de uma mistura homogênea sólido-líquido.
Solubilidade e Densidade: Propriedades cruciais. O cloreto de sódio é solúvel em água, a areia não. O isopor é menos denso que a água, areia e sal.

26%

Taxa de acerto

10.0

Média de pontos TRI

Habilidade

Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos.

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