Espaço da Física · Prof. Flávio

Questão 91 do Enem 2018: a lâmina que se dobra com a luz

Enem 2018 · 2º dia · caderno azul · Química · Química orgânica

Nos outros cadernos: amarelo 99 · cinza 129 · rosa 131

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B isomerização das ligações N=N, sendo a forma cis do polímero mais compacta que a trans.

Pesquisas demonstram que nanodispositivos baseados em movimentos de dimensões atômicas, induzidos por luz, poderão ter aplicações em tecnologias futuras, substituindo micromotores, sem a necessidade de componentes mecânicos. Exemplo de movimento molecular induzido pela luz pode ser observado pela flexão de uma lâmina delgada de silício, ligado a um polímero de azobenzeno e a um material suporte, em dois comprimentos de onda, conforme ilustrado na figura. Com a aplicação de luz ocorrem reações reversíveis da cadeia do polímero, que promovem o movimento observado.

Duas lâminas presas a um suporte. Na primeira, reta, o polímero tem as unidades de azobenzeno esticadas (anéis em lados opostos da ligação N=N). Com luz de 365 nm, a lâmina se curva e as unidades ficam dobradas (anéis do mesmo lado da N=N). Com luz de 420 nm, volta ao estado inicial

TOMA, H. E. A nanotecnologia das moléculas. Química Nova na Escola, n. 21, maio 2005 (adaptado).

O fenômeno de movimento molecular, promovido pela incidência de luz, decorre do(a)

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

O que acontece no polímero para a lâmina se dobrar quando recebe luz.

O que a figura mostra

No estado inicial, os dois anéis de cada unidade de azobenzeno estão em lados opostos da ligação N=N: é a forma trans, alongada. Com luz de 365 nm, os anéis passam para o mesmo lado: forma cis, dobrada e mais curta.

Por que isso é isomeria

A ligação dupla N=N não gira livremente. Passar de trans para cis exige quebrar momentaneamente a ligação π, e a luz fornece essa energia. As duas formas têm a mesma fórmula e diferem só no arranjo espacial: são isômeros geométricos.

Como a forma cis é mais compacta, a cadeia do polímero encolhe de um lado e a lâmina se curva. A luz de 420 nm faz a volta para trans, e a lâmina se estica.

Alternativa B.

B Gabarito: alternativa B

Por que as outras alternativas estão erradas

  • A

    Foi a mais marcada. A vibração dos átomos acontece o tempo todo e não muda a forma da molécula de modo permanente. A figura mostra a molécula trocando de geometria, não vibrando. (26,6% marcaram)

  • C

    Tautomeria envolve migração de um hidrogênio entre átomos. Nada disso aparece na figura. (13,4% marcaram)

  • D

    A ressonância existe sempre na molécula, com ou sem luz. Ela não explica uma mudança reversível de forma. (17,1% marcaram)

  • E

    Ligação dupla não gira livremente: não há "variação conformacional" em torno da N=N. O que ocorre é a troca entre dois isômeros. (19,5% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 3.905.085 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 676 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 16ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.
Acertaram23%dos candidatos marcaram a B
Habilidade 2 · Competência 1Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico.
Como os candidatos responderam
  • A26,6% mais marcada
  • B23% ✓ gabarito
  • C13,4%
  • D17,1%
  • E19,5%

Em branco: 0,2% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza
  • abaixo de 50016,8%
  • 500 a 60028,7%
  • 600 a 70040,7%
  • 700 ou mais56,7%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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