Questão 89 — ENEM 2016Caderno azul · 1º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Polaridade molecular, interações intermoleculares e interação radiação-matéria (com apoio de leitura gráfica)
• ⚡ Nível: Médio — exige ler corretamente um gráfico com cinco curvas simultâneas e, ao mesmo tempo, associar o resultado numérico a um conceito químico (polaridade)
• 🎯 Tema/Habilidade: Polaridade das moléculas e absorção de energia de micro-ondas; competência de interpretar gráficos e calcular taxas médias de variação
• 🏆 Gabarito: E — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Entre os cinco solventes do gráfico, qual tem a menor variação de temperatura por segundo (taxa média mais próxima de zero) entre 0 s e 40 s?"
• Palavras-chave decisivas: taxa média de aquecimento, mais próxima de zero, intervalo de 0 s a 40 s
• Armadilha típica: confundir "mais próxima de zero" com "menor temperatura final" (o candidato pode se distrair com a curva da água, que é a mais lenta entre as que sobem, mas não é a que mais se aproxima de zero) ou analisar o gráfico inteiro (0 a 80 s) em vez do recorte pedido (0 a 40 s).
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de estimar ΔT/Δt em cada curva (a inclinação média do segmento entre t = 0 e t = 40 s) e relacionar esse resultado à propriedade química do solvente — polar ou apolar.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Aquecimento dielétrico: o campo elétrico oscilante das micro-ondas força dipolos elétricos permanentes a girar tentando se realinhar continuamente; o atrito dessa rotação com as moléculas vizinhas converte energia eletromagnética em calor.
• Polaridade e grupo O–H: água, metanol, etanol e propanol possuem hidroxila (O–H), ligação com grande diferença de eletronegatividade, o que gera dipolo permanente e favorece fortemente a absorção de micro-ondas.
• Constante dielétrica e frequência de relaxação: quanto maior a constante dielétrica e mais próxima a frequência de relaxação da molécula estiver da frequência da radiação incidente, maior a eficiência de conversão de energia em calor.
• Hidrocarbonetos apolares: o n-hexano é formado só por ligações C–C e C–H, com diferença de eletronegatividade desprezível e geometria simétrica; não há dipolo elétrico resultante relevante, logo a molécula praticamente não "sente" o campo elétrico oscilante.
• Taxa média de variação: ΔT/Δt = [T(40 s) − T(0 s)] ÷ 40, que corresponde geometricamente à inclinação da reta que liga o ponto inicial ao ponto em t = 40 s de cada curva do gráfico.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "o aquecimento... ocorre por causa da interação da onda eletromagnética com o dipolo elétrico da molécula" → só moléculas com dipolo elétrico relevante absorvem energia de forma eficiente; moléculas apolares tendem a não aquecer por esse mecanismo.
• Evidência 2: "esse aquecimento é seletivo e dependerá, principalmente, da constante dielétrica e da frequência de relaxação do material" → reforça que a diferença entre as curvas é uma propriedade físico-química de cada substância, não um efeito do tempo de exposição.
• Evidência 3 (gráfico): entre as cinco curvas, a do n-Hexano é a única praticamente horizontal, colada em torno de 28-30 °C do início (0 s) ao fim (80 s), enquanto todas as outras sobem de forma visível e contínua.
• Síntese: a questão exige cruzar leitura gráfica (identificar a curva mais "achatada") com o conceito químico apresentado no texto (só substâncias polares absorvem bem micro-ondas). O hidrocarboneto apolar deve ser, portanto, o candidato natural à taxa mais próxima de zero.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Ler os valores de temperatura em t = 0 s e t = 40 s para cada curva

Observando o gráfico com atenção (eixo y = Temperatura em °C, eixo x = Tempo em s), os valores aproximados são:

• Água: T(0) ≈ 28 °C → T(40) ≈ 44 °C
• Metanol: T(0) ≈ 28 °C → T(40) ≈ 59 °C
• Etanol: T(0) ≈ 28 °C → T(40) ≈ 76 °C
• Propanol: T(0) ≈ 28 °C → T(40) ≈ 86 °C
• n-Hexano: T(0) ≈ 28 °C → T(40) ≈ 30 °C

Subpasso 4.2 — Calcular a taxa média de aquecimento (ΔT/Δt) em cada caso

• Água: (44 − 28) ÷ 40 = 16 ÷ 40 = 0,40 °C/s
• Metanol: (59 − 28) ÷ 40 = 31 ÷ 40 ≈ 0,78 °C/s
• Etanol: (76 − 28) ÷ 40 = 48 ÷ 40 = 1,20 °C/s
• Propanol: (86 − 28) ÷ 40 = 58 ÷ 40 = 1,45 °C/s
• n-Hexano: (30 − 28) ÷ 40 = 2 ÷ 40 = 0,05 °C/s

Subpasso 4.3 — Verificação

Comparando os cinco valores, o n-Hexano apresenta taxa de ≈ 0,05 °C/s — um valor cerca de 8 vezes menor que o segundo mais baixo (água, 0,40 °C/s) e dezenas de vezes menor que propanol (1,45 °C/s). Isso confirma, com números, o que a curva mostra visualmente: o n-hexano é o único gráfico praticamente reto e horizontal no intervalo pedido. A explicação química é consistente: por ser apolar (cadeia de carbono e hidrogênio sem grupos funcionais polares), o n-hexano não possui dipolo elétrico significativo para interagir com o campo oscilante das micro-ondas, então não absorve energia de forma eficiente e sua temperatura praticamente não varia. O resultado aponta para a alternativa E.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) H2O

❌ Incorreta: a água é uma molécula fortemente polar, com grande momento dipolar e ligações de hidrogênio, apresentando constante dielétrica elevada. No gráfico, sua temperatura sobe de forma clara e contínua (de ~28 °C para ~44 °C em 40 s, chegando a ~70 °C em 80 s). É a mais lenta entre as substâncias que efetivamente aquecem, mas sua taxa (0,40 °C/s) está longe de ser a mais próxima de zero.

B) CH3OH

❌ Incorreta: o metanol possui grupo hidroxila (O–H) e é fortemente polar. Sua curva já demonstra inclinação acentuada desde os primeiros segundos, alcançando ~64 °C por volta de 50 s. A taxa de aquecimento (≈0,78 °C/s) é bem superior a zero.

C) CH3CH2OH

❌ Incorreta: o etanol também tem O–H e é polar; a cadeia carbônica um pouco maior favorece ainda mais a interação com a radiação na faixa de frequência de micro-ondas. É uma das curvas mais inclinadas do gráfico, atingindo quase 80 °C em 60 s — taxa de aquecimento alta (≈1,20 °C/s), o oposto do que a questão pede.

D) CH3CH2CH2OH

❌ Incorreta: o propanol é o solvente que MAIS aquece entre os cinco, com a curva de maior inclinação, ultrapassando 95 °C em 60 s. Sua taxa média (≈1,45 °C/s) é a maior de todas — exatamente o extremo oposto de "mais próxima de zero".

E) CH3CH2CH2CH2CH2CH3

✅ Correta: o n-hexano é um hidrocarboneto saturado apolar, sem grupos funcionais capazes de gerar um dipolo elétrico permanente relevante. Por isso, não interage de forma eficiente com o campo elétrico oscilante das micro-ondas e praticamente não absorve energia. No gráfico, sua curva permanece quase horizontal do início ao fim, com taxa média de aquecimento de aproximadamente 0,05 °C/s entre 0 s e 40 s — o valor mais próximo de zero entre todos os solventes analisados.

🏆 Gabarito: E — o n-hexano é apolar e, por não possuir dipolo elétrico relevante, não absorve energia das micro-ondas de forma eficiente; sua curva de temperatura permanece praticamente constante, resultando na taxa média de aquecimento mais próxima de zero no intervalo de 0 s a 40 s.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: apenas o n-hexano é apolar entre os cinco solventes apresentados; por isso é o único cuja curva de temperatura se mantém praticamente reta e horizontal no gráfico, confirmando a letra E como única resposta compatível com "taxa mais próxima de zero".
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma unir leitura de gráficos e tabelas experimentais a conceitos de química, cobrando a interpretação de dados junto com o raciocínio teórico (aqui, polaridade e interação radiação-matéria) — é um formato recorrente em questões de Química da prova de Ciências da Natureza.
• Generalização: sempre que uma questão envolver interação de radiação eletromagnética (micro-ondas, infravermelho etc.) com substâncias, lembre-se da regra geral: quanto mais polar a molécula (maior o dipolo permanente), maior a absorção de energia e mais rápido o aquecimento; substâncias apolares tendem a não aquecer por esse mecanismo.
• Dica de eliminação rápida: ao se deparar com um gráfico de múltiplas curvas, procure primeiro a curva mais "achatada" (menor inclinação visual) — isso já elimina de cara as alternativas de curvas claramente ascendentes (aqui, B, C e D), restando comparar apenas as duas mais baixas (A e E) antes de aplicar o conceito químico para decidir.
• Conexões: compare com questões sobre polaridade de álcoois em função do tamanho da cadeia carbônica (quanto maior a cadeia apolar, menor a solubilidade em água) e com o funcionamento do forno de micro-ondas doméstico versus o aquecimento por condução/convecção de um forno convencional.