Questão 107 do ENEM 2022 — Ciências da Natureza

A questão pede para identificar a função do íon $H^+$ na conversão dos polissacarídeos (quebra em açúcares menores) conduzida em meio ácido, cujo mecanismo é apresentado no esquema.

O comportamento do íon $H^+$

O ponto decisivo está em acompanhar o que acontece com o íon $H^+$ do início ao fim do processo. Em mecanismos de hidrólise ácida como esse, o $H^+$ é consumido no começo — ele protona o oxigênio da ligação glicosídica que une os anéis de açúcar, tornando essa ligação instável e mais fácil de romper. Ao final da sequência de etapas, esse mesmo $H^+$ é regenerado e devolvido ao meio.

O que significa ser consumido e depois regenerado

Na química, uma substância que participa do mecanismo da reação, oferecendo um caminho alternativo com menor energia de ativação, e que sai intacta ao final (sem ser consumida no balanço global) é, por definição, um catalisador.

A função de um catalisador é aumentar a velocidade da reação: ele acelera a transformação dos reagentes em produtos sem alterar a natureza dos produtos nem ser gasto no processo. É exatamente esse o papel do meio ácido aqui — acelerar a quebra da biomassa celulósica.

Por que as outras alternativas estão incorretas?

• A) dissolver os reagentes: a dissolução é um processo físico realizado pelo solvente (como a água), não uma reação de quebra de ligação promovida pelo $H^+$.
• B) deslocar o equilíbrio químico: o catalisador acelera igualmente a reação direta e a inversa, de modo que o equilíbrio é atingido mais rápido, mas não é deslocado.
• D) mudar a constante de equilíbrio da reação: a constante $K$ depende exclusivamente da temperatura; nenhuma substância (reagente, produto ou catalisador) altera seu valor.
• E) formar ligações de hidrogênio com o polissacarídeo: o $H^+$ protona o oxigênio formando uma ligação covalente (uma nova espécie química), o que é diferente de uma interação intermolecular do tipo ligação de hidrogênio.

Dessa forma, a função do íon $H^+$ é atuar como catalisador, aumentando a velocidade da reação.