Questão 134 do ENEM 2016Ciências da Natureza

ENEM 2016Ciências da Natureza1ª aplicação

O aquecimento de um material por irradiação com micro-ondas ocorre por causa da interação da onda eletromagnética com o dipolo elétrico da molécula. Um importante atributo do aquecimento por micro-ondas é a absorção direta da energia pelo material a ser aquecido. Assim, esse aquecimento é seletivo e dependerá, principalmente, da constante dielétrica e da frequência de relaxação do material. O gráfico mostra a taxa de aquecimento de cinco solventes sob irradiação de micro-ondas.

BARBOZA, A. C. R. N. et al. Aquecimento em forno de micro-ondas. Desenvolvimento de alguns conceitos fundamentais. Química Nova, n. 6, 2001 (adaptado).

No gráfico, qual solvente apresenta taxa média de aquecimento mais próxima de zero, no intervalo de 0 s a 40 s?
A
H2O
B
CH3OH
C
CH3CH2OH
D
CH3CH2CH2OH
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
Resposta correta
Gabarito oficial: alternativa E

Resolução comentada

Antes de olhar para a curva, vale entender o que o enunciado já nos entrega. O aquecimento por micro-ondas depende da interação da onda eletromagnética com o dipolo elétrico da molécula. Ou seja: quanto mais polar a molécula, mais ela interage com a radiação e mais aquece; uma molécula sem dipolo praticamente não absorve essa energia.

O que o comando pede

A questão pede o solvente com taxa média de aquecimento mais próxima de zero entre 0 s0\text{ s} e 40 s40\text{ s}. A taxa média de aquecimento é a variação de temperatura dividida pelo intervalo de tempo, ΔTΔt\frac{\Delta T}{\Delta t} — que, num gráfico de temperatura por tempo, corresponde à inclinação da curva. Taxa próxima de zero significa temperatura praticamente constante, ou seja, uma linha quase horizontal.

Aplicando a química às cinco opções

Os solventes do gráfico são água, metanol, etanol, propanol e n-hexano. Analisando a polaridade de cada um:

  • Água e os álcoois (metanol, etanol, propanol) são moléculas polares — possuem grupos com dipolo elétrico (ligações O–H). Interagem bem com as micro-ondas e, por isso, aquecem: suas curvas sobem ao longo do tempo.
  • O n-hexano (CH3CH2CH2CH2CH2CH3\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_3) é um hidrocarboneto apolar. Sem um dipolo elétrico significativo, ele não interage de forma eficiente com a radiação e praticamente não absorve energia. Espera-se, portanto, que sua temperatura quase não varie e que sua curva seja aproximadamente horizontal.

Por que a resposta é a letra E

Como o n-hexano é o único solvente apolar da lista, é ele quem apresenta variação de temperatura (ΔT\Delta T) próxima de zero e, logo, a taxa média de aquecimento mais próxima de zero no intervalo pedido.

Gabarito: E — n-hexano (CH3CH2CH2CH2CH2CH3\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_3).

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Fonte: prova oficial do ENEM 2016 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.