Atividades de Produção de materiais sintéticos e impactos socioambientais para a 2ª série do Ensino Médio com gabarito

Quem leciona Química na 2ª série sabe que o tema de materiais sintéticos aparece cedo e ocupa várias aulas. Eu mesmo já passei semanas tentando conectar a fórmula do polietileno com a sacola de mercado que os alunos carregam todo dia. Quando consigo essa ponte, a turma participa muito mais.

Neste post, reúno o que costuma funcionar na minha sala e oito questões prontas com gabarito comentado, para você usar direto ou adaptar. Se quiser montar uma prova completa com esse conteúdo, o gerador de provas do GeraProva faz isso em poucos minutos, e você pode começar com um cadastro grátis.

O que o aluno de 2ª série precisa saber sobre Produção de materiais sintéticos e impactos socioambientais

Na prática, o aluno precisa entender que materiais sintéticos, como plásticos e fibras, são polímeros obtidos em processos químicos industriais a partir de matérias-primas de origem fóssil ou vegetal. Ele precisa reconhecer que cada material tem propriedades próprias, como transparência, resistência mecânica e comportamento diante do aquecimento, e que essas propriedades determinam o uso de cada um. Também precisa perceber que a escolha de um material envolve critérios técnicos e ambientais ao mesmo tempo: um plástico pode ser ótimo para uma embalagem e, ainda assim, ser difícil de reciclar ou de degradar. Por fim, é fundamental que associe a produção desses materiais aos impactos do descarte, como o acúmulo de resíduos e as emissões de gases na queima, conectando a química ao cotidiano e à tomada de decisão.

O que ele precisa saber antes

Os pré-requisitos que mais aparecem nas questões são o balanceamento de equações químicas, o cálculo de massas molares, a classificação de polímeros (termoplásticos e termoestáveis), a estrutura dos polímeros e as propriedades gerais dos materiais. Sem essa base, a parte quantitativa e a comparação entre materiais ficam confusas. Vale revisar isso antes de entrar no tema socioambiental.

Onde os alunos mais erram

O erro que mais observo é o de balanceamento: o aluno acerta os átomos de carbono e de hidrogênio e esquece de contar o oxigênio dos produtos, especialmente quando precisa somar os átomos de CO2 e de H2O. Isso leva a coeficientes errados para O2 e, consequentemente, a massas de CO2 erradas. Outro erro frequente é tratar polímeros termoplásticos e termoestáveis como se fossem iguais ao aquecer, quando o raciocínio correto depende de saber se as cadeias formam ou não uma rede tridimensional de ligações. Nas questões de comparação entre materiais, o aluno costuma achar que maior resistência mecânica significa maior sustentabilidade, misturando dois critérios diferentes. Em relação a reações de neutralização, muitos ignoram que um ácido diprótico exige o dobro de base, o que faz o volume calculado ficar errado.

Como trabalhar em sala

• Peça que os alunos pesquisem o símbolo de reciclagem impresso em embalagens de casa e classifiquem os plásticos encontrados.
• Faça um debate curto: uma garrafa mais resistente é sempre a melhor escolha? Peça que justifiquem usando os critérios de desempenho e de descarte.
• Use uma atividade de balanceamento com a combustão de um polímero simples, pedindo que os alunos conferam o número de átomos de cada elemento antes de calcular qualquer massa.
• Monte uma tabela comparativa de três materiais com colunas para transparência, resistência e reciclabilidade, e deixe a turma preencher em duplas.

Questões prontas de Produção de materiais sintéticos e impactos socioambientais para a 2ª série do Ensino Médio (com gabarito comentado)

Questão 1: combustão do poliestireno e emissão de CO2

Em uma cooperativa brasileira de reciclagem, uma amostra de poliestireno, polímero utilizado em embalagens e materiais de proteção, foi encaminhada para uma unidade de tratamento térmico. Para estimar a emissão de gás carbônico, considerou-se que o material pode ser representado pela repetição da unidade C8H8 e que sua combustão é completa, formando exclusivamente dióxido de carbono e água. Admita que 1,00 t = 1,00 × 10^6 g. Massas atômicas: C = 12,01; H = 1,008; O = 16,00.

Com base no texto e nos dados fornecidos, assinale a alternativa que apresenta a equação corretamente balanceada para a combustão completa da unidade C8H8 e a massa aproximada de CO2 emitida na queima de 1,00 t de poliestireno.

• ❌ A) C8H8 + 12 O2 → 8 CO2 + 4 H2O; emissão de aproximadamente 3,381 t de CO2. — O coeficiente 12 para O2 fornece 24 átomos de oxigênio nos reagentes, enquanto os produtos apresentam apenas 20. A equação, portanto, não está balanceada.
• ❌ B) C8H8 + 10 O2 → 8 CO2 + 4 H2O; emissão de aproximadamente 3,665 t de CO2. — O valor resulta de erro no cálculo da massa molar do monômero, provavelmente pela desconsideração ou uso incorreto dos átomos de hidrogênio.
• ✅ C) C8H8 + 10 O2 → 8 CO2 + 4 H2O; emissão de aproximadamente 3,381 t de CO2. — Há 8 átomos de carbono e 8 de hidrogênio nos reagentes, por isso formam-se 8 CO2 e 4 H2O; nos produtos há 20 átomos de oxigênio, correspondentes a 10 O2. A massa molar de C8H8 é 8(12,01) + 8(1,008) = 104,144 g/mol, e 8 mol de CO2 têm massa 8(44,01) = 352,08 g. A razão 352,08/104,144 ≈ 3,381, logo 1,00 t produz aproximadamente 3,381 t de CO2.
• ❌ D) C8H8 + 10 O2 → 8 CO2 + 4 H2O; emissão de aproximadamente 2,500 t de CO2. — A equação está balanceada, mas a massa de CO2 está incorreta: 1 mol de C8H8 produz 8 mol de CO2, resultando em uma razão próxima de 3,381.
• ❌ E) C8H8 + 9 O2 → 8 CO2 + 4 H2O; emissão de aproximadamente 3,381 t de CO2. — O oxigênio foi subestimado: os produtos têm 20 átomos de oxigênio, o que exige 10 O2, e não 9 O2.

Questão 2: classificação do PET diante do aquecimento

Em uma cooperativa brasileira de reciclagem, garrafas de PET são trituradas, aquecidas e transformadas em novos objetos. Durante o processo, o material amolece ao ser aquecido e endurece novamente ao esfriar. Esse ciclo pode ser repetido, pois as cadeias poliméricas do PET permanecem longas e não formam uma rede tridimensional de ligações covalentes entre si.

Com base no texto, como o PET deve ser classificado quanto ao seu comportamento diante do aquecimento? Assinale a alternativa que apresenta a classificação e a justificativa adequadas.

• ❌ A) Termoestável, pois mantém a forma original mesmo quando é aquecido repetidamente. — Confunde a possibilidade de reutilização com a manutenção permanente da forma; termoestáveis não amolecem de modo reversível para serem remoldados.
• ❌ B) Material infusível, pois sofre transformação permanente antes de poder ser moldado novamente. — Materiais infusíveis não podem ser amolecidos e remoldados por aquecimento, o que contradiz o texto.
• ❌ C) Polímero de adição, pois suas cadeias permanecem longas e não se rompem durante o aquecimento. — A ausência de rede tridimensional ajuda a explicar o comportamento termoplástico, mas não determina que o polímero seja de adição, classificação que depende do modo de formação da cadeia, informação não apresentada.
• ❌ D) Termoestável, pois suas cadeias formam uma rede tridimensional rígida durante o aquecimento. — A rede tridimensional é característica dos termoestáveis, mas o texto informa que as cadeias do PET não formam essa rede.
• ✅ E) Termoplástico, pois amolece com o aquecimento e pode ser remoldado após o resfriamento. — As cadeias não formam rede tridimensional rígida; ao aquecer, as interações entre elas são enfraquecidas, permitindo moldagem, e ao esfriar o material endurece novamente, processo que pode se repetir.

Questão 3: neutralização do ácido adípico

Calcule o volume de NaOH 0,100 M necessário para neutralizar 25,0 mL de ácido adípico H2A 0,0500 M (ácido diprótico). Apresente a reação balanceada.

• ❌ A) A reação balanceada não envolve água. — A neutralização sempre resulta na formação de água.
• ❌ B) Volume necessário é 50,0 mL de NaOH 0,100 M. — Cálculo errado; são 25,0 mL para neutralizar completamente o ácido.
• ❌ C) Dois moles de H2A requerem um mol de NaOH. — H2A é diprótico; cada mol requer dois mols de NaOH.
• ❌ D) H2A + NaOH → A + H2O. — A reação não considera a diprotonicidade do H2A.
• ✅ E) Reação: H2A + 2 NaOH → Na2A + 2 H2O. Volume de NaOH 0,100 M necessário = 25,0 mL. — Mols de H2A = 0,0250 L × 0,0500 M = 1,25×10^-3 mol; são necessários 2,50×10^-3 mol de NaOH, e V = 2,50×10^-3 / 0,100 = 0,0250 L = 25,0 mL.

Questão 4: matéria-prima de bioplásticos

Qual mistura é utilizada na produção de bioplásticos?

• ✅ A) Amido e polímeros — São usados na produção de bioplásticos.
• ❌ B) Plástico reciclado — Não é uma mistura, mas um material.
• ❌ C) Água e óleo — Não formam uma mistura útil.
• ❌ D) Açúcar e água — Não são utilizados na produção de plásticos.
• ❌ E) Metais e plásticos — Metais não são misturados para produzir bioplásticos.

Questão 5: resistência e compostagem do PLA e do polietileno

Uma cooperativa brasileira avaliou dois materiais usados na fabricação de embalagens para alimentos: o polietileno, um plástico convencional, e o poli(ácido lático) (PLA), um bioplástico produzido a partir de fontes vegetais. Corpos de prova dos dois materiais foram submetidos ao mesmo ensaio de tração. O polietileno suportou tensão de 32 MPa, enquanto o PLA suportou 28 MPa. Em uma unidade de compostagem industrial, mantida a 58 °C e com umidade controlada, amostras de PLA perderam 90% de sua massa em 60 dias. No mesmo período e nessas condições, as amostras de polietileno não apresentaram perda significativa de massa.

Com base nos dados do ensaio e nas condições de descarte apresentadas, qual comparação entre os materiais está correta?

• ❌ A) Os dois materiais apresentaram resistência semelhante e perderam massa na compostagem industrial. — Há diferença entre 32 MPa e 28 MPa, e apenas o PLA apresentou perda expressiva de massa.
• ❌ B) O polietileno apresentou menor resistência à tração e o PLA permaneceu estável na compostagem. — As relações estão invertidas: o polietileno suportou mais que o PLA, e foi o PLA que perdeu 90% da massa.
• ✅ C) O PLA apresentou menor resistência à tração, mas pode ser compostado nas condições avaliadas. — O polietileno suportou 32 MPa e o PLA 28 MPa; na compostagem industrial descrita, o PLA perdeu 90% da massa em 60 dias, enquanto o polietileno não perdeu massa significativa. A vantagem vale para as condições do experimento, não para todo bioplástico.
• ❌ D) O PLA apresentou maior resistência à tração e não se decompôs nas condições avaliadas. — Inverte os dois resultados: o PLA suportou menos tensão e perdeu 90% da massa.
• ❌ E) O polietileno apresentou maior resistência à tração e foi o material mais degradado na compostagem. — A primeira afirmação está correta, mas a segunda contradiz o experimento, em que o PLA foi o material degradado.

Questão 6: papel do EPS na construção civil

Em um projeto de habitação de interesse social no Brasil, placas de poliestireno expandido (EPS), um polímero, foram instaladas no interior das paredes para melhorar o conforto térmico. Em um ensaio, uma parede com as placas permitiu a passagem de 40% menos energia térmica do que uma parede semelhante sem esse material. O relatório técnico também informou que as placas não tinham função de sustentar a edificação e deveriam ser protegidas contra altas temperaturas.

Com base no texto, qual papel dos polímeros na construção civil é demonstrado pelo uso das placas de EPS?

• ✅ A) Diminuir a transferência de calor pelas paredes. — As placas reduziram em 40% a passagem de energia térmica, atuando como isolante térmico.
• ❌ B) Substituir os materiais estruturais da edificação. — O texto não atribui ao EPS a substituição de concreto ou aço; ele destaca que o material não sustentava a construção.
• ❌ C) Resistir sem proteção à ação de altas temperaturas. — O relatório exige proteção contra altas temperaturas, o que não sustenta resistência ilimitada.
• ❌ D) Aumentar a capacidade de sustentação das paredes. — O texto informa que as placas não tinham função estrutural; o distrator confunde isolamento com suporte de cargas.
• ❌ E) Facilitar a passagem de calor pelos ambientes. — A parede com EPS deixou passar 40% menos energia térmica, ou seja, o material dificulta a transferência de calor.

Questão 7: escolha do material para garrafas de água

Uma cooperativa brasileira pretende substituir as embalagens de água mineral de 500 mL por um material sintético que possa ser encaminhado à reciclagem. Para tomar a decisão, a equipe definiu três critérios: o material deve ser transparente, suportar a pressão interna da garrafa sem deformação significativa e ser aceito na cadeia local de reciclagem para a produção de novas embalagens. Os resultados da avaliação estão resumidos abaixo.

Material | Transparência | Resistência à pressão interna | Aceitação na cadeia local para novas embalagens
PVC | Sim | Não | Baixa
PEAD | Não | Não | Alta
PET | Sim | Sim | Alta
PS | Sim | Não | Baixa
PP | Não | Não | Média

Com base nos critérios definidos pela cooperativa e nos dados da avaliação, qual material sintético é mais adequado para a fabricação dessas garrafas de água, considerando a sustentabilidade do processo?

• ✅ A) PET — É o único material da tabela que atende aos três critérios: transparência, suporte à pressão interna e alta aceitação na reciclagem local. A escolha depende da combinação entre desempenho e possibilidade efetiva de reciclagem.
• ❌ B) PVC — Considera apenas a transparência e ignora que o PVC não suporta a pressão interna e tem baixa aceitação na reciclagem.
• ❌ C) PP — Valoriza uma aceitação intermediária, mas o PP não é transparente nem suporta a pressão interna.
• ❌ D) PEAD — Valoriza a alta aceitação na reciclagem, mas o material não é transparente e não suporta a pressão interna.
• ❌ E) PS — Considera somente a transparência, mas o PS não suporta a pressão interna e tem baixa aceitação na reciclagem.

Questão 8: fibras sintéticas em roupas esportivas

Avalie a aplicabilidade de fibras sintéticas em roupas esportivas.

• ❌ A) Fibras naturais são mais leves que sintéticas. — Fibras sintéticas geralmente são mais leves.
• ❌ B) Fibras sintéticas oferecem menos durabilidade. — Fibras sintéticas são conhecidas pela durabilidade.
• ❌ C) Fibras sintéticas não são adequadas para esportes. — Elas são usadas justamente por sua leveza e resistência.
• ✅ D) Fibras sintéticas são mais baratas e acessíveis. — Normalmente são mais baratas e acessíveis.
• ❌ E) Fibras sintéticas são sempre menos confortáveis. — O conforto depende do tipo e do tratamento da fibra.

Próximos passos

Use as questões acima como ponto de partida e combine-as com os erros que você vê na sua turma. Se quiser ver mais questões sobre o mesmo tema, acesse as questões da habilidade EM13CNT307. E se preferir gerar uma prova personalizada em minutos, experimente o gerador de provas do GeraProva.

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