PROGRAMAS - QUÍMICA

A Química exerce um relevante papel no desenvolvimento científico, tecnológico, econômico e social do mundo moderno. 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

1. TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS

1.1. Reconhecimento das transformações químicas: mudança de cor, formação/desaparecimento de sólidos numa solução, absorção/liberação de energia, desprendimento de gases

1.2. Interpretação das transformações químicas

1.2.1. Evolução do modelo atômico: do modelo corpuscular de Dalton ao modelo de Rutherford-Bohr

1.2.2. Átomos e moléculas: número atômico, número de massa, isótopos, massa molar e constante de Avogadro

1.2.3. Reações químicas

1.3. Representação das transformações químicas

1.3.1. Representação simbólica dos elementos e substâncias

1.3.2. Equação química, balanceamento, número de oxidação

1.4. Aspectos quantitativos das transformações químicas

1.4.1. Leis de Lavoisier, Proust e Gay-Lussac

1.4.2. Leis dos gases, equação de estado do gás ideal

1.4.3. Cálculos estequiométricos: massa, volume, mol, massa molar, volume molar dos gases

2. PROPRIEDADES E UTILIZAÇÃO DOS MATERIAIS

2.1. Elementos e suas substâncias

2.1.1. A tabela periódica: reatividade dos metais alcalinos, metais alcalino-terrosos e halogênios

2.1.2. Estados físicos da matéria – mudanças de estado

2.1.3. Separação de componentes de mistura: filtração, decantação, destilação simples e fracionada, cristalização e cromatografia em papel

2.2. Metais

2.2.1. Alumínio, cobre e ferro: ocorrência, obtenção industrial, propriedades e utilização

2.2.2. Ligas: latão, bronze e aço

2.2.3. Ligação metálica

2.3. Substâncias iônicas

2.3.1. Principais compostos dos grupos cloreto, carbonato, sulfato, nitrato e fosfato e suas aplicações

2.3.2. Ligação iônica

2.4. Substâncias moleculares

2.4.1. Hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, cloro, amônia: propriedades e usos

2.4.2. Ligação covalente

2.4.3. Polaridade das ligações

2.4.4. Interações intermoleculares: van der Waals e ligação de hidrogênio

2.5. A indústria química

2.5.1. Obtenção e aplicações industriais de hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, cloro, hidróxido de sódio, amônia, óxido de cálcio, ácido clorídrico, ácido sulfúrico e ácido nítrico

2.5.2. Implicações ambientais da produção e da utilização desses produtos industriais

2.6. Ciclos de dióxido de carbono, enxofre e nitrogênio na natureza. Implicações ambientais

3. A ÁGUA NA NATUREZA

3.1. Estrutura da água, propriedades, importância para a vida e seu ciclo na natureza

3.2. Interações da água com outras substâncias

3.2.1. Processo de dissolução, curvas de solubilidade

3.2.2. Concentrações (percentagem, ppm, g/L, mol/L)

3.2.3. Aspectos qualitativos dos efeitos do soluto nas seguintes propriedades da água: pressão de vapor, temperatura de congelamento, temperatura de ebulição e pressão osmótica

3.3. Estado coloidal

3.3.1. Caracterização e propriedades

3.3.2. Aplicações práticas

3.4. Ácidos, bases, sais e óxidos

3.4.1. Ácidos e bases (conceito de Arrhenius)

3.4.2. Principais propriedades dos ácidos e bases: indicadores, condutibilidade elétrica, reação com metais, reação de neutralização

3.4.3. Usos de ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, amônia e hidróxido de sódio

3.4.4. Óxidos de carbono, nitrogênio, enxofre, metais alcalinos, metais alcalino-terrosos; interação com água; poluição atmosférica

3.5. Poluição e tratamento da água

4. DINÂMICA DAS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS

4.1. Velocidade das transformações químicas

4.1.1. Fatores que influenciam a velocidade da reação

4.1.2. Colisões moleculares. Energia de ativação

4.2. Equilíbrio em transformações químicas

4.2.1. Caracterização macroscópica e microscópica (dinâmica) do estado de equilíbrio

4.2.2. Constante de equilíbrio

4.2.3. Perturbação do equilíbrio

4.2.4. Produto iônico da água, pH

4.2.5. Equilíbrios em solução envolvendo ácidos, bases e sais

5. ENERGIA NAS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS

5.1. Transformações químicas e energia térmica

5.1.1. Calor nas transformações químicas. Entalpia

5.1.2. Princípio da conservação da energia, energia de ligação

5.2. Transformações químicas e energia elétrica

5.2.1. Produção de energia elétrica: pilha

5.2.2. Consumo de energia elétrica: eletrólise

5.2.3. Representação das transformações que ocorrem na pilha e no processo de eletrólise por meio de equações químicas balanceadas

5.2.4. Interpretação e aplicação de potenciais padrão de redução

6. TRANSFORMAÇÕES NUCLEARES NATURAIS E ARTIFICIAIS

6.1. Conceitos fundamentais da radioatividade: emissões alfa, beta e gama; propriedades

6.2. Reações nucleares: fissão e fusão nucleares

6.3. Radioisótopos e meia-vida

6.4. Usos da energia nuclear e implicações ambientais

7. COMPOSTOS ORGÂNICOS

7.1. Características gerais

7.1.1. Fórmulas estruturais; reconhecimento das principais classes de compostos (hidrocarbonetos, álcoois, éteres, haletos de alquila, aminas, aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres e amidas). Isomeria

7.1.2. Propriedades físicas dos compostos orgânicos

7.1.3. 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

7.2. Reações em química orgânica: Principais tipos de reação: substituição, adição, eliminação, oxidação, redução, esterificação e hidrólise ácida e básica

7.3. Química orgânica no cotidiano

7.3.1. 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

7.3.2. Álcoois: produção de etanol: fermentação alcoólica; álcoois como combustíveis: metanol e etanol; implicações ambientais

7.3.3. Triglicerídeos (gorduras e óleos), sabões e detergentes. Obtenção, propriedades e usos