No início do século XX, as fórmulas das substâncias eram representadas de modo diferente do atual. A figura apresenta uma fotografia bem antiga (1909) que registra uma aula de química ministrada em um colégio em Santos (SP). Um olhar mais atento permite identificar como os compostos químicos eram representados.
O nitrogênio era chamado de azoto e representado pelo símbolo Az. Vê-se na lousa a equação representativa da adição do oxigênio atômico (O) ao monóxido de nitrogênio (AzO) com a formação de dióxido de nitrogênio (AzO²). Analogamente, o nitrato de sódio era representado por NaAzO³.
Disponível em: www.novomilenio.inf.br. Acesso em: 29 ago. 2014 (adaptado)
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Em 1909, as representações das substâncias ácido nítrico e cloreto de cálcio, tendo por base essas informações e seguindo a mesma lógica, seriam, respectivamente:
A) HAzO³ e CaCl²
B) HAz³O e Ca²Cl
C) H³AzO⁴ e CaCl
D) HAz³O e KCl²
E) HAzO² e KCl
✍ Resolução Em Texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão
- Química Inorgânica (Nomenclatura e Formulação de Ácidos e Sais)
- Tabela Periódica (Localização de Elementos, Formação de Íons)
- Interpretação de Texto e Raciocínio Analógico
Tema/Objetivo Geral:
A questão avalia a capacidade de traduzir a nomenclatura química moderna para uma notação histórica, aplicando as regras de formulação de compostos tanto para uma substância molecular (ácido) quanto para uma iônica (sal).
Nível da Questão: Médio
- A questão é considerada de nível médio. A primeira parte (ácido nítrico) é mais direta e baseada em analogia. No entanto, a segunda parte (cloreto de cálcio) exige conhecimento prévio sobre as cargas dos íons (Nox) e como balanceá-las para escrever a fórmula correta, um passo que não é explicitamente fornecido no texto e depende do repertório do aluno.
Gabarito: A
- Esta alternativa está correta pois traduz corretamente as duas substâncias: 1) o ácido nítrico (HNO₃) se torna HAzO³, seguindo a lógica do nitrato de sódio (NaNO₃ → NaAzO³); e 2) o cloreto de cálcio é CaCl₂, pois o íon cálcio (Ca²⁺) precisa de dois íons cloreto (Cl⁻) para neutralizar sua carga.
PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)
Decodificação do Objetivo:
A missão é atuar como um tradutor do tempo. Recebemos um “dicionário” parcial de como a química era escrita em 1909 e precisamos usar essas regras para “traduzir” os nomes de duas substâncias modernas — ácido nítrico e cloreto de cálcio — de volta para essa linguagem antiga.
Simplificação Radical (A Analogia Central):
Imagine que você encontrou um antigo livro de receitas onde a palavra “açúcar” era escrita como “doçume”. O livro mostra uma receita de “doçume de limão” (limonada) e te pede para escrever, no mesmo estilo antigo, as receitas de “torta de maçã” e “salada de frutas”. O verdadeiro desafio aqui tem duas partes: primeiro, aplicar a regra de tradução que você aprendeu (“açúcar” vira “doçume”). Segundo, mesmo que o livro não te ensine, você precisa saber por conta própria como se faz uma “salada de frutas” para poder escrevê-la corretamente na linguagem antiga.
Plano de Ataque (O Roteiro da Investigação):
Nossa investigação será uma tradução em duas etapas independentes:
- Investigação 1 (Ácido Nítrico):
- Escrever a fórmula moderna do ácido nítrico.
- Usar a regra de tradução fornecida no texto (N → Az) para converter a fórmula.
- Investigação 2 (Cloreto de Cálcio):
- Determinar os íons formados pelo cálcio e pelo cloro.
- Balancear as cargas desses íons para escrever a fórmula iônica correta.
- Aplicar as regras de notação da época, se houver.
PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)
Para este caso, precisamos de um conjunto de ferramentas que combina as pistas do texto com o conhecimento fundamental da química.
Ferramenta 1: O “Dicionário” de 1909 (Pistas do Texto)
- Regra de Símbolo: O elemento Nitrogênio (N) era chamado de Azoto e representado pelo símbolo Az.
- Regra de Fórmula (Exemplo 1): Nitrato de Sódio, que hoje é NaNO₃, era representado como NaAzO. Isso nos mostra uma tradução direta.
- Regra de Fórmula (Observação): A imagem não foi fornecida, mas o áudio original menciona que os números de atomicidade (os índices) eram escritos como expoentes (sobrescritos). [Vamos considerar essa regra para uma análise completa, como solicitado no áudio].
Ferramenta 2: O Formulador de Compostos Iônicos (Conhecimento Prévio)
Para formar um sal como o cloreto de cálcio, precisamos saber as cargas (Nox) dos íons que seus elementos formam:
- Cálcio (Ca): É um metal alcalinoterroso, localizado na Família 2 (ou 2A) da Tabela Periódica. Elementos dessa família têm 2 elétrons na camada de valência e tendem a perdê-los para se estabilizar, formando um cátion com carga +2 (Ca²⁺).
- Cloro (Cl): É um halogênio, localizado na Família 17 (ou 7A). Elementos dessa família têm 7 elétrons na camada de valência e tendem a ganhar 1 elétron para se estabilizar, formando um ânion com carga -1 (Cl⁻).
- Regra do Balanceamento: A soma das cargas em um composto iônico deve ser zero. Para cada Ca²⁺, precisaremos de dois Cl⁻ para que (+2) + 2*(-1) = 0.
PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)
Investigação 1: Traduzindo o Ácido Nítrico
- Fórmula Moderna: O ácido nítrico é formado pelo íon H⁺ e pelo ânion nitrato, NO₃⁻. Para balancear as cargas, a fórmula é HNO₃.
- Tradução para 1909: Usando a regra N → Az, a fórmula se torna HAzO₃.
- Aplicação da Notação Antiga: Se os índices eram sobrescritos, a representação seria HAzO³.
Investigação 2: Formulando o Cloreto de Cálcio
- Íons: Como vimos, temos o cátion Ca²⁺ e o ânion Cl⁻.
- Balanceamento: Para que a carga total seja zero, precisamos de 1 íon Ca²⁺ e 2 íons Cl⁻.
- Fórmula Correta: A fórmula molecular é, portanto, CaCl₂.
- Aplicação da Notação Antiga: Usando a notação de expoentes, a representação seria CaCl².
🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
A armadilha aqui é escrever “CaCl” por desconhecer ou esquecer as cargas dos íons. Muitos alunos podem simplesmente juntar os símbolos dos elementos sem fazer o balanceamento de cargas, o que é um erro fundamental na formulação de compostos iônicos. O fato de o cálcio ser da família 2A é uma informação externa ao texto, mas indispensável para a resolução correta.
A Bússola (O Perfil do Culpado):
- Síntese do raciocínio: A solução exige uma tradução analógica para o ácido nítrico (HNO₃ → HAzO₃) e uma construção fundamental baseada em cargas iônicas para o cloreto de cálcio (Ca²⁺ + 2 Cl⁻ → CaCl₂).
- Expectativa: A alternativa correta deve apresentar o par de fórmulas HAzO₃ e CaCl₂.
PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)
- A) HAzO³ e CaCl²
- Análise de Correspondência: Esta alternativa corresponde perfeitamente às duas investigações que realizamos. HAzO₃ é a tradução direta de HNO³, e CaCl² é a fórmula correta e balanceada para o cloreto de cálcio. (Nota: as alternativas usam a notação moderna de subscritos, então seguimos essa convenção).
- Conclusão: ✔️ Alternativa correta.
- B) HAz³O e Ca²Cl
- O “Diagnóstico do Erro”: Múltiplos Erros de Formulação. Para o ácido, os índices de Az e O estão trocados. Para o sal, a proporção está invertida, resultando em um composto com carga resultante (+3), o que é incorreto.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
- C) H³AzO⁴ e CaCl
- O “Diagnóstico do Erro”: Erro de Identidade e Erro de Balanceamento. H³AzO⁴ seria a tradução do ácido fosfórico (H₃PO₄), não do ácido nítrico. CaCl é a fórmula do cloreto de cálcio sem o devido balanceamento de cargas.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
- D) HAz³O e KCl²
- O “Diagnóstico do Erro”: Erro de Formulação e Troca de Elemento. HAz³O está incorreto. KCl² troca o Cálcio (Ca) pelo Potássio (K), que é da família 1A (formaria KCl), tornando a fórmula duplamente errada.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
- E) HAzO² e KCl
- O “Diagnóstico do Erro”: Erro de Identidade e Troca de Elemento. HAzO² seria a tradução do ácido nitroso (HNO₂), não do nítrico. KCl é o cloreto de potássio, não de cálcio.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)
Frase de Fechamento: A resposta correta é HAzO³ e CaCl², uma combinação que demonstra tanto a capacidade de seguir uma regra de tradução histórica quanto de aplicar o princípio fundamental de neutralidade de cargas na formação de compostos iônicos.
Resumo-flash (A Imagem Mental): Traduzir química antiga: uma parte é dicionário, a outra é saber as regras de gramática que nunca mudam.
🧠 Para ir Além (A Ponte para o Futuro): A mudança na notação química, de “Az” para “N”, ilustra um princípio universal da ciência: a busca por um sistema de nomenclatura internacional e unificado. Antes da criação da IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada), os elementos tinham nomes diferentes em línguas diferentes (Azote em francês, Nitrogen em inglês, Stickstoff em alemão). A padronização para “N” e a criação de regras rígidas de nomenclatura foram essenciais para a globalização da ciência, permitindo que um químico no Brasil e um no Japão leiam a mesma fórmula e entendam exatamente a mesma coisa. O mesmo processo de padronização ocorreu na biologia (com a nomenclatura binomial de Lineu) e na física (com o Sistema Internacional de Unidades – SI), sendo um pilar para a colaboração científica mundial.