Questão 63 do ENEM 2014 — Ciências da Natureza

Esta questão junta o ciclo do nitrogênio (Biologia) com número de oxidação e reações de oxirredução (Química). O enunciado dá duas pistas decisivas sobre a desnitrificação: ela age sobre a espécie nitrogenada mais oxidada e consiste na redução dessa espécie.

Qual é a espécie mais oxidada?

A espécie mais oxidada é aquela em que o nitrogênio tem o maior NOX. Calculando o NOX do nitrogênio nas substâncias que aparecem no esquema:

• Gás nitrogênio ($N_2$): substância simples, NOX $= 0$.
• Amônia ($NH_3$): $x + 3(+1) = 0 \Rightarrow x = -3$.
• Íon amônio ($NH_4^+$): $x + 4(+1) = +1 \Rightarrow x = -3$.
• Íon nitrito ($NO_2^-$): $x + 2(-2) = -1 \Rightarrow x = +3$.
• Íon nitrato ($NO_3^-$): $x + 3(-2) = -1 \Rightarrow x = +5$.

O maior NOX é $+5$, no íon nitrato ($NO_3^-$). Essa é a "espécie nitrogenada mais oxidada" citada no texto.

Qual etapa é a desnitrificação?

A desnitrificação é a redução do nitrato, ou seja, a etapa em que o $NO_3^-$ (NOX $+5$) é convertido em gás nitrogênio $N_2$ (NOX $0$). Como o NOX cai de $+5$ para $0$, o nitrogênio ganha elétrons — de fato uma redução.

No esquema do ciclo, a etapa que corresponde à transformação do nitrato ($NO_3^-$) em gás nitrogênio ($N_2$) é a etapa V.

Biologicamente, esse é o papel das bactérias desnitrificantes: em ambientes pobres em oxigênio, elas usam o nitrato no lugar do $O_2$ na respiração, devolvendo nitrogênio à atmosfera na forma de $N_2$ e fechando o ciclo.

Conclusão

A desnitrificação está representada na etapa V. Alternativa E.