Atividades de Composição do ar e poluição para a 3ª série do Ensino Médio com gabarito

Quem ensina Química no 3º ano sabe que Composição do ar e poluição é um daqueles assuntos que parecem simples até a hora da prova. Todo mundo já ouviu falar que o ar é uma mistura de gases, que existe poluição e que a chuva pode ser ácida. O desafio é fazer o aluno passar do senso comum para a leitura precisa de porcentagens, fórmulas e reações.

Na prática, o que costuma funcionar é começar pelo concreto: o carro na rua, a fumaça da fábrica, a chuva que corrói uma grade de metal. A partir daí, a turma consegue entender por que certos gases aparecem em certas situações. Este guia reúne o que precisa estar claro para o aluno, onde ele costuma errar e questões prontas com gabarito comentado para você usar na sua próxima avaliação.

O que o aluno de 3ª série precisa saber sobre Composição do ar e poluição

O ar seco é uma mistura de gases, e a composição volumétrica média é a referência que todo aluno deve dominar: aproximadamente 78% de nitrogênio (N2), 21% de oxigênio (O2), cerca de 0,93% de argônio (Ar) e 0,04% de dióxido de carbono (CO2), o que equivale a cerca de 400 ppm. Traços de outros componentes variam conforme o local e o nível de poluição. A poluição atmosférica acontece quando substâncias são lançadas no ar em quantidades que alteram essa mistura ou causam dano à saúde e ao ambiente. Entre os poluentes primários estão o dióxido de enxofre (SO2), os óxidos de nitrogênio (NOx), o monóxido de carbono (CO) e o material particulado. Já o ozônio troposférico (O3) é um poluente secundário, formado por reações fotoquímicas entre NOx e compostos orgânicos voláteis sob luz solar intensa.

O que ele precisa saber antes

Antes de falar em poluição, o aluno precisa dominar a noção de poluentes atmosféricos e o conceito de reação química entre gases. Sem isso, a diferença entre poluente primário e secundário vira memorização solta. Também ajuda muito ter visto fórmulas químicas básicas, para que N2, O2 e CO2 façam sentido como substâncias, e não apenas como siglas.

Onde os alunos mais erram

O erro mais frequente na composição do ar é trocar as porcentagens do nitrogênio e do oxigênio, ou superestimar o oxigênio como se ele fosse o gás majoritário. Muitos alunos lembram que o oxigênio é essencial à vida e concluem que ele deve ser o principal componente, o que não é verdade. A alternativa com 80% de O2 costuma atrair quem decorou apenas a frase "o ar tem oxigênio".

Na poluição, o erro típico é achar que um gás poluente é sempre o mesmo gás que aparece na composição do ar, ou que o catalisador elimina todos os poluentes do escapamento. O aluno imagina o dispositivo como um filtro perfeito. Na verdade, ele acelera reações que transformam CO e hidrocarbonetos em produtos menos tóxicos e convertem NOx principalmente em N2, mas não impede a formação de todos os gases da combustão.

Outro tropeço é associar a poluição do ar principalmente a indústrias ou à agricultura, porque essas fontes são mais visíveis na imaginação. Em regiões metropolitanas, o transporte rodoviário costuma ser a fonte dominante de material particulado fino e óxidos de nitrogênio, e isso precisa ser discutido com dados.

Como trabalhar em sala

• Comece com uma pergunta concreta: de onde vem a fumaça que você vê no trânsito? Anote as respostas no quadro e depois separe o que é poluente primário do que se forma depois na atmosfera.

• Peça para os alunos montarem uma tabela simples com os cinco gases da composição do ar e suas porcentagens. Depois, faça uma rodada de correção em dupla, sem consulta, para fixar os valores.

• Use a chuva ácida como ponte: escreva no quadro SO2 + água formando ácido sulfuroso, e pergunte o que acontece com uma estátua de mármore exposta a esse tipo de chuva ao longo de décadas.

• Leve um pequeno inventário de fontes (transporte, indústria, queima de resíduos, obras) e peça para os alunos calcularem qual fonte domina e por quê. Isso treina leitura de dados sem exigir nenhum material caro.

• Explique o catalisador de três vias com uma analogia: ele não é um filtro que segura os gases, mas um facilitador de reações, como um atalho químico que acontece na superfície do metal sem ser consumido.

Questões prontas de Composição do ar e poluição para a 3ª série do Ensino Médio (com gabarito comentado)

Questão 1: poluente secundário formado em dias ensolarados

Em dias ensolarados, NOx e compostos orgânicos voláteis podem formar um poluente secundário irritante. Qual é ele?

• ❌ A) Dióxido de enxofre (SO2) — O SO2 é poluente primário, ligado principalmente à queima de enxofre.
• ❌ B) Dióxido de carbono (CO2) — O CO2 é gás de efeito estufa, mas não é o principal poluente secundário citado.
• ✅ C) Ozônio troposférico (O3) — O O3 é formado na troposfera por reações fotoquímicas e irrita as vias aéreas.
• ❌ D) Nitrogênio (N2) — O N2 é majoritário no ar e não é formado como poluente secundário.
• ❌ E) Amônia (NH3) — A amônia pode poluir o ar, mas não é o produto secundário descrito.

Gabarito: C. O distrator mais provável é A, porque o SO2 é um poluente conhecido e aparece com frequência nas aulas. A chave está em lembrar que o ozônio troposférico é formado a partir de outros poluentes, e não lançado diretamente.

Questão 2: gás que origina chuva ácida após queima de carvão e óleo

Qual gás liberado pela queima de carvão e óleo pode originar ácidos na atmosfera e contribuir para chuva ácida?

• ❌ A) Metano (CH4) — O CH4 é gás de efeito estufa, mas não é o principal causador citado da chuva ácida.
• ❌ B) Nitrogênio (N2) — O N2 é pouco reativo e não forma esse ácido atmosférico diretamente.
• ❌ C) Monóxido de carbono (CO) — O CO é tóxico, mas não é o gás típico associado à chuva ácida.
• ✅ D) Dióxido de enxofre (SO2) — O SO2 pode formar ácidos na atmosfera, como ácido sulfuroso e sulfúrico.
• ❌ E) Hidrogênio (H2) — O H2 não é o gás ligado à formação de chuva ácida nesse contexto.

Gabarito: D. O distrator mais provável é C, pois o monóxido de carbono é o poluente mais lembrado por ser tóxico. Vale reforçar que toxicidade e acidificação são efeitos diferentes.

Questão 3: composição volumétrica média do ar seco

Indique a composição volumétrica média do ar seco, em porcentagem, para N2, O2, Ar e CO2.

• ❌ A) ˜50% N2; 30% O2; 15% Ar; 5% CO2 — Composição totalmente errada; N2 e O2 estão muito subestimados, enquanto Ar e CO2 estão exagerados.
• ❌ B) ˜80% O2; 15% N2; 5% Ar; 0,01% CO2 — O2 é superestimado, enquanto N2 é drasticamente subestimado; inversão total na composição.
• ❌ C) ˜90% N2; 5% O2; 3% Ar; 2% CO2 — Valores absurdos, especialmente para N2; não representa a realidade da atmosfera.
• ❌ D) ˜60% N2; 20% O2; 10% Ar; 10% CO2 — Distribuição completamente inválida; O2 e CO2 não existem em tais quantidades.
• ✅ E) ˜78% N2; 21% O2; 0,93% Ar; 0,04% CO2. — Medições atmosféricas estabelecem a composição média do ar seco: N2 ˜78%, O2 ˜21%, Argônio ˜0,93% e CO2 ~0,04% (400 ppm).

Gabarito: E. O distrator mais provável é A, porque o aluno que inverte N2 e O2 na memória chega a uma composição que parece plausível. Peça que ele justifique a ordem de grandeza antes de marcar.

Questão 4: fórmulas e percentagens típicas do ar seco

Indique a composição aproximada do ar seco em volume, listando as principais espécies químicas (fórmulas) e suas percentagens típicas.

• ✅ A) N2 ˜ 78%, O2 ˜ 21%, Ar ˜ 0,93%, CO2 ˜ 0,04% (por volume). — Análises atmosféricas mostram nitrogênio molecular (N2) como majoritário (~78%), oxigênio (O2) ~21%, argônio (Ar) ~0,93% e dióxido de carbono (CO2) ~0,04%; traços variam com local e poluição.
• ❌ B) N2 ˜ 75%, O2 ˜ 25%, Ar ˜ 0%, CO2 ˜ 0% — Ar não pode ser zero, é presente na atmosfera em quantidades mensuráveis.
• ❌ C) N2 ˜ 100%, O2 ˜ 0%, Ar ˜ 0%, CO2 ˜ 0% — Composição do ar não pode ser só N2; oxigênio é essencial para a vida.
• ❌ D) N2 ˜ 90%, O2 ˜ 8%, Ar ˜ 1%, CO2 ˜ 0,1% — Níveis de N2 e O2 estão muito distantes da realidade conhecida.
• ❌ E) N2 ˜ 50%, O2 ˜ 30%, Ar ˜ 15%, CO2 ˜ 5% — Valores de composição do ar não são precisos; N2 e O2 são mais abundantes.

Gabarito: A. O distrator mais provável é D, pois aproxima bem o oxigênio e o nitrogênio mas erra a proporção dos traços. É uma boa questão para discutir por que o argônio aparece com quase 1%.

Questão 5: função do catalisador de três vias em automóveis

Em uma reportagem sobre a qualidade do ar em grandes cidades brasileiras, um laboratório analisou os gases emitidos por automóveis com motores de combustão. O estudo destacou que o catalisador de três vias, instalado no sistema de escapamento, contém materiais que aceleram reações químicas sem serem consumidos. Nesse dispositivo, o monóxido de carbono (CO) e os hidrocarbonetos que não reagiram são convertidos em produtos menos tóxicos, enquanto os óxidos de nitrogênio (NOx) são transformados principalmente em gás nitrogênio (N2). O catalisador não impede a formação de todos os gases resultantes da combustão, mas reduz a emissão de poluentes atmosféricos.

Com base no texto, qual é a função principal do catalisador de três vias presente no sistema de escapamento dos automóveis?

• ❌ A) Transformar o oxigênio atmosférico em ozônio para purificar os gases do escapamento. — O texto não atribui ao catalisador a formação de ozônio. A função descrita é promover reações com CO, hidrocarbonetos e NOx, e o ozônio é um poluente atmosférico, não um agente geral de purificação.
• ❌ B) Aumentar a emissão de CO para favorecer a combustão incompleta do combustível. — O texto apresenta o CO como poluente que deve ser convertido em produtos menos tóxicos, e não como substância cuja emissão deve ser aumentada. Além disso, favorecer a combustão incompleta produziria mais CO.
• ❌ C) Reter o vapor de água para impedir a saída dos gases formados no motor. — O catalisador não funciona como filtro físico para bloquear a saída de gases nem tem como objetivo reter vapor de água. Sua ação principal ocorre por meio de reações químicas aceleradas em sua superfície.
• ✅ D) Reduzir a emissão de CO, NOx e hidrocarbonetos por meio de reações químicas de oxidação e redução. — O texto informa que o catalisador acelera reações que transformam o CO e os hidrocarbonetos não reagidos em produtos menos tóxicos e convertem os NOx principalmente em N₂. Essas transformações envolvem oxidação e redução, por isso o dispositivo reduz a emissão de diferentes poluentes, embora não elimine todos os gases da combustão.
• ❌ E) Eliminar completamente o dióxido de carbono produzido na combustão do combustível. — O texto afirma que o catalisador reduz poluentes, mas não impede a formação de todos os gases da combustão. O dióxido de carbono pode ser formado na oxidação dos compostos de carbono e não é completamente eliminado pelo dispositivo.

Gabarito: D. O distrator mais provável é C, porque o aluno imagina o catalisador como um filtro. A leitura do texto mostra que a ação é química, não física.

Questão 6: principal fonte de emissão em região metropolitana

Um inventário elaborado para uma região metropolitana brasileira analisou as emissões anuais de material particulado fino (PM2,5) e óxidos de nitrogênio (NOx), poluentes associados a problemas respiratórios e à formação de ozônio troposférico. Os resultados estimaram a seguinte participação das fontes emissoras: transporte rodoviário, 62%; processos industriais, 18%; poeira suspensa por obras e vias, 10%; queima irregular de resíduos, 6%; e atividades agrícolas, 4%.

Com base nos dados do inventário, qual foi a principal fonte de emissão dos poluentes atmosféricos analisados nessa região metropolitana?

• ❌ A) Queima irregular de resíduos — A queima irregular de resíduos corresponde a 6% das emissões no inventário, ficando abaixo das demais fontes de maior participação.
• ❌ B) Poeira suspensa por obras e vias — A poeira de obras e vias representa 10% das emissões estimadas, portanto não constitui a principal fonte no conjunto de dados apresentado.
• ❌ C) Emissões de atividades agrícolas — As atividades agrícolas foram responsáveis por apenas 4% das emissões analisadas, a menor participação indicada no inventário.
• ❌ D) Emissões de processos industriais — Os processos industriais aparecem no inventário, mas respondem por 18% das emissões, participação inferior à do transporte rodoviário.
• ✅ E) Emissões do transporte rodoviário — O transporte rodoviário foi responsável por 62% das emissões de PM2,5 e NOx consideradas no inventário, superando todas as demais fontes apresentadas. Portanto, é a principal fonte entre as categorias analisadas.

Gabarito: E. O distrator mais provável é E entre as alternativas erradas no sentido de que a resposta correta pode parecer óbvia demais. O erro típico é atribuir a poluição urbana às indústrias, que são mais visíveis, mas o dado mostra o trânsito à frente.

Questão 7: efeito da queima de combustíveis fósseis na qualidade do ar

Identifique um efeito da queima de combustíveis fósseis na qualidade do ar.

• ❌ A) Redução de CO2 — Queima aumenta a emissão de CO2.
• ✅ B) Aumento de NO2 — Queima libera óxido de nitrogênio (NO2).
• ❌ C) Melhora na qualidade do ar — Queima deteriora a qualidade do ar.
• ❌ D) Aumento de O2 — Queima não aumenta a produção de oxigênio.
• ❌ E) Redução de poluentes — Queima aumenta a poluição.

Gabarito: B. O distrator mais provável é E, porque o aluno pode confundir a ideia de combustão com algo que "limpa" o ar. Reforce que a queima de combustíveis fósseis sempre libera poluentes.

Questão 8: relação entre poluição atmosférica e chuva ácida

Qual é a relação entre a poluição atmosférica e a chuva ácida?

• ❌ A) A poluição não afeta a chuva — Poluição altera a composição da chuva.
• ✅ B) Gases formam ácidos — Gases como SO2 e NO2 formam ácidos na chuva.
• ❌ C) Chuva ácida é benéfica — Chuva ácida é prejudicial ao meio ambiente.
• ❌ D) Não há relação entre os dois — Poluição e chuva ácida estão interligadas.
• ❌ E) Chuva ácida é uma solução — Chuva ácida é um problema ambiental.

Gabarito: B. O distrator mais provável é C, porque o aluno que ignora a química da acidificação pode achar que a chuva ácida é algo neutro ou até útil. Peça que ele explique a cadeia gás, ácido e chuva.

Próximos passos para fechar o assunto

Se a turma acertou as questões de composição do ar, o próximo passo é aprofundar as fontes e os efeitos da poluição, o que conecta diretamente a habilidade EM13CNT307. Para treinar a leitura de inventários e dados, veja também as questões da habilidade EM13CNT104. Quando quiser montar uma prova completa com essas questões e mais outras de sua escolha, use o o gerador de provas do GeraProva. Se ainda não tem conta, o cadastro grátis leva poucos minutos.

As questões e o gabarito deste texto servem como ponto de partida. Revise cada item conforme o nível da sua turma e o seu projeto pedagógico. O GeraProva ajuda você a montar a prova, mas a decisão final sobre o conteúdo é sempre sua.