Questão 130 do ENEM 2016 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos analisar as etapas do processo de obtenção do alumínio a partir da bauxita, conhecido industrialmente como Processo Bayer (purificação da alumina) seguido do Processo Hall-Héroult (eletrólise).

Análise da Etapa A

O texto afirma que o minério (bauxita) é misturado a uma solução aquosa de hidróxido de sódio ($NaOH$) e que a parte sólida dessa mistura é rejeitada. A bauxita é composta principalmente por alumina ($Al_2O_3$) e impurezas (como óxidos de ferro e sílica).

A alumina é um óxido anfótero, o que significa que ela consegue reagir tanto com ácidos quanto com bases fortes. Ao entrar em contato com a solução de $NaOH$ (uma base forte), a alumina reage e se transforma em aluminato de sódio ($NaAl(OH)_4$), que é solúvel em água. Algumas outras substâncias presentes na bauxita, como a sílica ($SiO_2$), também reagem e se solubilizam. As impurezas que não reagem com o $NaOH$ (como o óxido de ferro) permanecem no estado sólido e são filtradas (rejeitadas). Portanto, a função da etapa A é solubilizar a alumina e outras substâncias.

Análise da Etapa B

Após a filtração, temos uma solução contendo o alumínio dissolvido. O texto diz que essa solução recebe pequenos cristais de alumina, de onde sedimenta um sólido.

A adição desses pequenos cristais serve como um "germe de cristalização" (ou semente). Esse processo físico-químico serve para quebrar a supersaturação da solução, induzindo a precipitação do hidróxido de alumínio ($Al(OH)_3$), que é o sólido que vai para o fundo (sedimenta). Posteriormente, esse sólido será aquecido para formar a alumina pura em pó. Logo, a função da etapa B é induzir a precipitação da alumina (na forma de seu hidróxido).

Conclusão

Analisando as alternativas com base no que deduzimos:

• A) Incorreta. O alumínio na alumina já está no seu estado de oxidação máximo ($+3$), não sofrendo oxidação na etapa A.
• B) Correta. A etapa A solubiliza a alumina (formando aluminato) e a etapa B induz a sua precipitação.
• C) Incorreta. As impurezas alcalinas ou metálicas já são sólidas desde o início; elas não são "solidificadas".
• D) Incorreta. O objetivo do $NaOH$ não é neutralizar o solo, mas sim reagir com o minério para extrair o alumínio.
• E) Incorreta. O calor de formação de uma substância é uma propriedade termodinâmica constante e não pode ser diminuído por esse processo.