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.
Abaixo 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, como 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, além do 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.
Conteúdo programático
TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
1 Reconhecimento das transformações químicas:1 mudança de cor, formação/desaparecimento de sólidos numa solução, absorção/liberação de energia, desprendimento de gases
2 - Interpretação das transformações químicas
1. Evolução do modelo atômico: do modelo
corpuscular de Dalton ao modelo de Rutherford-Bohr
2. Átomos e moléculas: número atômico, número de massa, isótopos, massa molar e constante de Avogadro
3. Reações químicas
3. Representação das transformações químicas
1. Representação simbólica dos elementos e substâncias
2. Equação química, balanceamento, número de oxidação
4. Aspectos quantitativos das transformações químicas
1. Leis de Lavoisier, Proust e Gay-Lussac
2. Leis dos gases, equação de estado do gás ideal
3. Cálculos estequiométricos: massa, volume, mol, massa molar, volume molar dos gases
PROPRIEDADES E UTILIZAÇÃO DOS MATERIAIS
Elementos e suas substâncias1. A tabela periódica: reatividade dos metais alcalinos, metais alcalino-terrosos e halogênios
2. Estados físicos da matéria – mudanças de estado
3. Separação de componentes de mistura:
filtração, decantação, destilação simples e fracionada, cristalização e cromatografia em papel
Metais
1. Alumínio, cobre e ferro: ocorrência, obtenção industrial, propriedades e utilização
2. Ligas: latão, bronze e aço
3. Ligação metálica
Substâncias iônicas
1. Principais compostos dos grupos cloreto, carbonato, sulfato, nitrato e fosfato e suas aplicações
2. Ligação iônica
Substâncias moleculares
1. Hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, cloro, amônia: propriedades e usos
2. Ligação covalente
3. Polaridade das ligações
4. Interações intermoleculares: van der Waals e ligação de hidrogênio
A indústria química
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. Implicações ambientais da produção e da utilização desses produtos industriais
3. Ciclos de dióxido de carbono, enxofre e nitrogênio na natureza. Implicações ambientais
A ÁGUA NA NATUREZA
1. Estrutura da água, propriedades, importância para a vida e seu ciclo na natureza2. Interações da água com outras substâncias
1. Processo de dissolução, curvas de solubilidade
2. Concentrações (percentagem, ppm, g/L, mol/ L)
3. Aspectos qualitativos dos efeitos do soluto nas seguintes propriedades da água: pressão de vapor, temperatura de congelamento, temperatura de ebulição e pressão osmótica
Estado coloidal
1. Caracterização e propriedades
2. Aplicações práticas
Ácidos, bases, sais e óxidos
1. Ácidos e bases (conceito de Arrhenius)
2. Principais propriedades dos ácidos e bases: indicadores, condutibilidade elétrica, reação com metais, reação de neutralização
3. Usos de ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, amônia e hidróxido de sódio
4. Óxidos de carbono, nitrogênio, enxofre, metais alcalinos, metais alcalino-terrosos; interação com água; poluição atmosférica
5. Poluição e tratamento da água
DINÂMICA DAS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
Velocidade das transformações químicas1. Fatores que influenciam a velocidade da reação
Equilíbrio em transformações químicas
1. Caracterização macroscópica e microscópica (dinâmica) do estado de equilíbrio
2. Constante de equilíbrio
3. Perturbação do equilíbrio
4. Produto iônico da água, pH
5. Equilíbrios em solução envolvendo ácidos, bases e sais
ENERGIA NAS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
1. Transformações químicas e energia térmica1. Calor nas transformações químicas. Entalpia
2. Princípio da conservação da energia, energia de ligação
Transformações químicas e energia elétrica
1. Produção de energia elétrica: pilha
2. Consumo de energia elétrica: eletrólise
3. Representação das transformações que ocorrem na pilha e no processo de eletrólise por meio de equações químicas balanceadas
4. Interpretação e aplicação de potenciais padrão de redução
TRANSFORMAÇÕES NUCLEARES NATURAIS E ARTIFICIAIS
1. Conceitos fundamentais da radioatividade: emissões alfa, beta e gama; propriedades2. Reações nucleares: fissão e fusão nucleares
3. Radioisótopos e meia-vida
4. Usos da energia nuclear e implicações ambientais
COMPOSTOS ORGÂNICOS
Características gerais1. Fórmulas estruturais; reconhecimento das principais classes de compostos (hidrocarbonetos, álcoois, éteres, haletos de alquila, aminas, aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres e amidas). Isomeria
2. Propriedades físicas dos compostos orgânicos
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
Reações em química orgânica: Principais tipos de reação: substituição, adição, eliminação, oxidação, redução, esterificação e hidrólise ácida e básica
Química orgânica no cotidiano
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
2. Álcoois: produção de etanol: fermentação alcoólica; álcoois como combustíveis: metanol e etanol; implicações ambientais
3. Triglicerídeos (gorduras e óleos), sabões e detergentes. Obtenção, propriedades e usos
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
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