Prova de 2010: Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) — questões com gabarito

Investigadores  das  Universidades  de  Oxford  e  da Califórnia  desenvolveram  uma  variedade  de  Aedes aegypti  geneticamente  modificada  que  é  candidata para  uso  na  busca de  redução  na  transmissão do vírus da  dengue.  Nessa  nova  variedade  de  mosquito,  as fêmeas  não  conseguem  voar  devido  à  interrupção  do desenvolvimento  do  músculo  das  asas.  A modificação genética  introduzida  é  um  gene  dominante  condicional, isso  é,  o gene  tem  expressão dominante  (basta apenas uma cópia do alelo) e este só atua nas fêmeas.
FU, G.  et al.  Female-specific  flightless  phenotype fo r  mosquito  control.
PNAS  107  (10):  4550-4554,  2010.

Prevê-se, porém, que a utilização dessa variedade de Aedes aegypti demore ainda anos para ser implementada, pois há demanda de muitos estudos com relação ao impacto ambiental. A liberação de machos de Aedes aegypti dessa variedade geneticamente modificada reduziria o número de casos de dengue em uma determinada região porque

Aeletrólise é muito empregada na indústria com o objetivo de reaproveitar parte dos metais sucateados. O cobre, por exemplo, é um dos metais com maior rendimento no processo de eletrólise, com uma recuperação de aproximadamente 99,9%. Por ser um metal de alto valor comercial e de múltiplas aplicações, sua recuperação torna-se viável economicamente.

Suponha que, em um processo de recuperação de cobre puro, tenha-se eletrolisado uma solução de sulfato de cobre (II) (CuS0₄) durante 3 h, empregando-se uma corrente elétrica de intensidade igual a 10 A. A massa de cobre puro recuperada é de aproximadamente

Dados: Constante de Faraday F= molar 96 500 C/mol; Massa molar em g/mol: Cu= 63,5.

A composição média de uma bateria automotiva esgotada é de aproximadamente 32% Pb, 3% PbO, 17% Pb02 e 36% PbS04. A média de massa da pasta residual de uma bateria usada é de 6 kg, onde 19% é Pb02, 60% PbS04 e 21% Pb. Entre todos os compostos de chumbo presentes na pasta, o que mais preocupa é o sulfato de chumbo (II), pois nos processos pirometalúrgicos, em que os compostos de chumbo (placas das baterias) são fundidos, há a conversão de sulfato em dióxido de enxofre, gás muito poluente. Para reduzir o problema das emissões de S02(g), a indústria pode utilizar uma planta mista, ou seja, utilizar o processo hidrometalúrgico, para a dessulfuração antes da fusão do composto de chumbo. Nesse caso, a redução de sulfato presente no PbS04 é feita via lixiviação com solução de carbonato de sódio (Na2CO3) 1M a 45 0C, em que se obtém o carbonato de chumbo (II) com rendimento de 91%. Após esse processo, o material segue para a fundição para obter o chumbo metálico.

PbS0₄ Na₂CO₃→PbCo₃ + Na₂SO₄

Dados: Massas Molares em g/mol Pb = 207; S = 32; Na = 23; 0 = 1 6 ;C = 12
ARAÚJO, R. V. V.; TINDADE, R. B. E.; SOARES, P. S. M. Reciclagem de chumbo de bateria auto­ motiva: estudo de caso.
Disponível em: http://www.iqsc.usp.br. Acesso em: 17 abr. 2010 (adaptado)

Segundo as condições do processo apresentado para a obtenção de carbonato de chumbo (II) por meio da lixiviação por carbonato de sódio e considerando uma massa de pasta residual de uma bateria de 6 kg, qual quantidade aproximada, em quilogramas, de PbC03 é obtida?

Todos  os  organismos  necessitam  de  água  e  grande parte deles vive em  rios,  lagos e oceanos. Os processos biológicos,  como  respiração  e  fotossíntese,  exercem profunda  influência  na  química  das  águas  naturais  em todo o  planeta. O oxigênio é ator dominante  na química e  na  bioquímica  da  hidrosfera.  Devido  a  sua  baixa solubilidade em água (9,0 mg/í a 20ºC) a disponibilidade de  oxigênio  nos  ecossistemas  aquáticos  estabelece
o  limite  entre  a  vida  aeróbica  e  anaeróbica.  Nesse contexto,  um  parâmetro chamado Demanda Bioquímica de Oxigênio  (DBO) foi definido  para medir a quantidade de  matéria  orgânica  presente  em  um  sistema  hídrico. A  DBO  corresponde  à  massa  de  0 2  em  miligramas necessária  para  realizar  a  oxidação  total  do  carbono orgânico em  um  litro de água.
BAIRD, C. Quimica Ambiental.  Ed. Bookmam,  2005  (adaptado).

Dados: Massas molares em g/mol: C = 12;H =  1 ;0 = 1 6 .

Suponha que 10 mg de açúcar (fórmula mínima CH₂O e massa molar igual a 30 g/mol) são dissolvidos em um litro de água; em quanto a DBO será aumentada?

O  uso  prolongado  de  lentes  de  contato,  sobretudo durante a noite, aliado a condições  precárias de higiene representam  fatores  de  risco  para  o  aparecimento de  uma  infecção  denominada  ceratite  microbiana, que  causa  ulceração  inflamatória  da  córnea.  Para interromper  o  processo  da  doença,  é  necessário tratamento  antibiótico.  De  modo  geral,  os  fatores  de risco  provocam  a  diminuição  da  oxigenação  corneana e  determinam  mudanças  no  seu  metabolismo,  de  um estado  aeróbico  para  anaeróbico.  Como  decorrência, observa-se a diminuição  no  número  e  na velocidade de mitoses do epitélio, o que predispõe ao aparecimento de defeitos epiteliais e à  invasão bacteriana.
CRESTA,  F.  Lente de contato e  infecção ocular.  Revista Sinopse de Oftalmologia. São
Paulo: Moreira Jr.,v.04,  n.04,  2002  (adaptado).

A instalação das bactérias e o avanço do processo infeccioso na córnea estão relacionados a algumas características gerais desses microrganismos, tais como:

Observe a tabela acima. Ela traz especificações técnicas constantes no manual de instruções fornecido pelo fabricante de uma torneira elétrica.

Considerando que o modelo de maior potência da versão 220 V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a uma rede com tensão nominal de 127 V, e que o aparelho está configurado para trabalhar em sua máxima potência. Qual o valor aproximado da potência ao ligara torneira?

No que tange à tecnologia de combustíveis alternativos, muitos especialistas em energia acreditam que os alcoóis vão crescer em importância em um futuro próximo. Realmente, alcoóis como metanol e etanol têm encontrado alguns nichos para uso doméstico como combustíveis há muitas décadas e, recentemente, vêm obtendo uma aceitação cada vez maior como aditivos, ou mesmo como substitutos para gasolina em veículos. Algumas das propriedades físicas desses combustíveis são mostradas no quadro seguinte.

Considere que, em pequenos volumes, o custo de produção de ambos os alcoóis seja o mesmo. Dessa forma, do ponto de vista econômico, é mais vantajoso utilizar

O  abastecimento  de  nossas  necessidades  energéticas futuras  dependerá  certamente  do  desenvolvimento de  tecnologias  para  aproveitar  a  energia  solar  com maior  eficiência.  A  energia  solar  é  a  maior  fonte  de energia  mundial.  Num  dia  ensolarado,  por  exemplo, aproximadamente  1  kJ  de  energia  solar  atinge  cada metro quadrado da superfície  terrestre  por segundo. No entanto, o aproveitamento dessa energia é difícil  porque ela  é diluída  (distribuída  por uma área muito extensa)  e oscila  com  o  horário  e  as  condições  climáticas.  O  uso efetivo da energia solar depende de formas de estocar a energia coletada para uso posterior.
BROWN, T. Química a Ciência Central. São Paulo:  Pearson Prentice Hall, 2005.


Atualmente, uma das formas de se utilizar a energia solar tem sido armazená-la por meio de processos químicos endotérmicos que mais tarde podem ser revertidos para liberar calor. Considerando a reação: CH_4(g) + H₂O_(v) + calor ⇌ CO_(g) + 3 H_{2( g )} e analisando-a como potencial mecanismo para o aproveitamento posterior da energia solar, conclui-se que se trata de uma estratégia

Um  ambiente  capaz  de  asfixiar  todos  os  animais conhecidos  do  planeta  foi  colonizado  por  pelo  menos três  espécies  diferentes  de  invertebrados  marinhos. Descobertos  a  mais  de  3  000  m  de  profundidade  no Mediterrâneo,  eles  são  os  primeiros membros  do  reino animal  a  prosperar  mesmo  diante  da  ausência  total de  oxigênio.  Até  agora,  achava-se  que  só  bactérias pudessem  ter  esse  estilo  de  vida.  Não  admira  que  os
bichos  pertençam  a  um  grupo  pouco  conhecido,  o dos  loricíferos,  que  mal  chegam  a  1,0  mm.  Apesar  do tamanho,  possuem  cabeça,  boca,  sistema  digestivo e  uma  carapaça.  A  adaptação  dos  bichos  à  vida  no sufoco é  tão  profunda que suas células dispensaram as chamadas mitocôndrias.
LOPES,  R.  J.  Italianos  descobrem  animal  que vive em água sem  oxigênio. 
Disponível em:  http://www1.folha.uol.com.br. Acesso em:10  abr.  2010  (adaptado).

Que substâncias poderiam ter a mesma função do 0₂ na respiração celular realizada pelos loricíferos?

As misturas efervescentes, em pó ou em comprimidos, são comuns para a administração de vitamina C ou de medicamentos para azia. Essa forma farmacêutica sólida foi desenvolvida para facilitar o transporte, aumentar a estabilidade de substâncias e, quando em solução, acelerar a absorção do fármaco pelo organismo.
As matérias-primas que atuam na efervescência são, em geral, o ácido tartárico ou o ácido cítrico que reagem com um sal de caráter básico, como o bicarbonato de sódio (NaHC0₃), quando em contato com a água. A partir do contato da mistura efervescente com a água, ocorre uma série de reações químicas simultâneas: liberação de íons, formação de ácido e liberação do gás carbônico — gerando a efervescência.

As equações a seguir representam as etapas da reação da mistura efervescente na água, em que foram omitidos os estados de agregação dos reagentes, e H₃A representa o ácido cítrico.
I - NaHCO₃ → Na⁺ + HCO3
II - H₂CO₃ ⇌ H₂O + CO₂
III - HCO₃ + H⁺ ⇌ H₂CO₃
IV - H₃A ⇌ 3H⁺ + A
A ionização, a dissociação iônica, a formação do ácido e a liberação do gás ocorrem, respectivamente, nas seguintes etapas:

Alguns anfíbios e répteis são adaptados à vida subterrânea. Nessa situação, apresentam algumas características corporais como, por exemplo, ausência de patas, corpo anelado que facilita o deslocamento no subsolo e, em alguns casos, ausência de olhos.

Suponha que um biólogo tentasse explicar a origem das adaptações mencionadas no texto utilizando conceitos da teoria evolutiva de Lamarck. Ao adotar esse ponto de vista, ele diria que

O crescimento da produção de energia elétrica ao longo do tempo tem influenciado decisivamente o progresso da humanidade, mas também tem criado uma séria preocupação: o prejuízo ao meio ambiente. Nos próximos anos, uma nova tecnologia de geração de energia elétrica deverá ganhar espaço: as células a combustível hidrogênio/oxigênio.

Com base no texto e na figura, a produção de energia elétrica por meio da célula a combustível hidrogênio/ oxigênio diferencia-se dos processos convencionais porque

Para explicar a absorção de nutrientes, bem como a função das microvilosidades das membranas das células que revestem as paredes internas do intestino delgado, um estudante realizou o seguinte experimento:
Colocou 200 ml de água em dois recipientes. No primeiro recipiente, mergulhou, por 5 segundos, um pedaço de papel liso, como na FIGURA 1; no segundo recipiente, fez o mesmo com um pedaço de papel com dobras simulando as microvilosidades, conforme FIGURA 2. Os dados obtidos foram: a quantidade de água absorvida pelo papel liso foi de 8 ml, enquanto pelo papel dobrado foi de 12 ml.

Com base nos dados obtidos, infere-se que a função das microvilosidades intestinais com relação à absorção de nutrientes pelas células das paredes internas do intestino é a de

No ano de 2000,  um vazamento em dutos de óleo na baía de  Guanabara  (RJ)  causou  um  dos  maiores  acidentes ambientais  do  Brasil. Além  de  afetar a  fauna  e  a  flora,  o acidente  abalou  o  equilíbrio  da  cadeia  alimentar de  toda a  baía.  O  petróleo  forma  uma  película  na  superfície  da água, o que prejudica as trocas gasosas da atmosfera com a  água  e  desfavorece  a  realização  de  fotossíntese  pelas algas,  que  estão  na  base  da  cadeia  alimentar  hídrica. Além  disso,  o  derramamento  de  óleo  contribuiu  para  o envenenamento das árvores e, consequentemente, para a intoxicação da fauna e flora aquáticas, bem como conduziu à morte diversas espécies de animais, entre outras formas de vida, afetando também a atividade pesqueira.
LAUBIER, L. Diversidade da Maré Negra. In: Scientífic American Brasil. 4(39), ago. 2005 (adaptado).

A situação exposta no texto e suas implicações

A  lavoura  arrozeira  na  planície  costeira  da  região  sul do  Brasil  comumente  sofre  perdas  elevadas  devido  à salinização da água de  irrigação, que ocasiona prejuízos diretos,  como  a  redução  de  produção  da  lavoura.
Solos  com  processo  de  salinização  avançado  não  são indicados,  por  exemplo,  para  o  cultivo  de  arroz.  As plantas  retiram  a  água  do  solo  quando  as  forças  de embebição  dos  tecidos  das  raízes  são  superiores  às forças com que a água é  retida no solo.
WINKEL, H.L.;TSCHIEDEL, M. Cultura do arroz: salinização de solos em cultivos de arroz.
Disponível em: http://agropage.tripod.com/saliniza.hml. Acesso em :25 ju n.2 01 0  (adaptado).

A presença de sais na solução do solo faz com que seja dificultada a absorção de água pelas plantas, o que provoca o fenômeno conhecido por seca fisiológica, caracterizado pelo(a)

As cidades industrializadas produzem grandes proporções de gases como o C0₂, o principal gás causador do efeito estufa. Isso ocorre por causa da quantidade de combustíveis fósseis queimados, principalmente no transporte, mas também em caldeiras industriais. Além disso, nessas cidades concentram-se as maiores áreas com solos asfaltados e concretados, o que aumenta a retenção de calor, formando o que se conhece por “ilhas de calor” . Tal fenômeno ocorre porque esses materiais absorvem o calor e o devolvem para o ar sob a forma de radiação térmica.

Em áreas urbanas, devido à atuação conjunta do efeito estufa e das “ilhas de calor” , espera-se que o consumo de energia elétrica

Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100 ^oC. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência:

• Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa.

• Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para seu interior, tapando-a em seguida.

• Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo.

Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento

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:

ZIEGLER, M.F. Energia Sustentável. Revista IstoÉ. 28 abr. 2010.

A fonte de energia representada na figura, considerada uma das mais limpas e sustentáveis do mundo, é extraída do calor gerado

Em visita a uma usina sucroalcooleira, um grupo de alunos pôde observar a série de processos de beneficiamento da cana-de-açúcar, entre os quais se destacam:

1. A cana chega cortada da lavoura por meio de caminhões e é despejada em mesas alimentadoras que a conduzem para as moendas. Antes de ser esmagada para a retirada do caldo açucarado, toda a cana é transportada por esteiras e passada por um eletroimã para a retirada de materiais metálicos.

2. Após se esmagar a cana, o bagaço segue para as caldeiras, que geram vapor e energia para toda a usina.

3. O caldo primário, resultante do esmagamento, é passado por filtros e sofre tratamento para transformar-se em açúcar refinado e etanol.

Com base nos destaques da observação dos alunos, quais operações físicas de separação de materiais foram realizadas nas etapas de beneficiamento da cana- de-açúcar?