Questão 91 do ENEM 2022 — Ciências da Natureza

Entendendo o processo de remediação

O enunciado descreve uma técnica para descontaminar águas subterrâneas poluídas com tricloroeteno (TCE), uma molécula orgânica clorada. O agente usado é o íon persulfato ($S_2O_8^{2-}$), que, na presença de minerais contendo Fe(III), se converte no radical $\bullet SO_4^-$. A chave para responder está em identificar o que esse radical faz com o poluente.

A ação dos radicais livres

Um radical livre é uma espécie que possui um elétron desemparelhado, o que o torna muito reativo: ele tende a "roubar" elétrons de outras moléculas para se estabilizar. Quando uma espécie retira elétrons de outra, ela atua como agente oxidante.

Segundo o próprio enunciado, os produtos finais da degradação do TCE são gás carbônico ($CO_2$), água ($H_2O$) e íons cloreto ($Cl^-$). Vamos acompanhar o que acontece com o carbono ao longo desse processo:

1. No TCE, o carbono está ligado a cloro e hidrogênio, apresentando um número de oxidação (NOX) intermediário.
2. No produto final $CO_2$, o oxigênio é muito eletronegativo e tem NOX igual a $-2$. Para que a molécula seja neutra, o carbono precisa ter NOX igual a $+4$.

O valor $+4$ é o estado máximo de oxidação que o carbono pode atingir. Se o carbono partiu de um NOX menor no TCE e chegou ao máximo ($+4$) no $CO_2$, isso significa que ele perdeu elétrons.

Definindo a reação

A perda de elétrons é chamada de oxidação. Como toda oxidação vem acompanhada de uma redução (o radical que recebe os elétrons se reduz), o processo global é uma reação de oxirredução. A destruição da cadeia carbônica e sua transformação em $CO_2$ é conhecida como mineralização, um processo essencialmente oxidativo.

Portanto, a resposta correta é a alternativa A (oxirredução).

Por que não as outras alternativas?

• Substituição: é comum imaginar que átomos de cloro sejam trocados por grupos $-OH$ em etapas intermediárias, mas isso seria apenas uma parte de um mecanismo maior. O objetivo global da remediação é a mineralização, que é oxidativa.
• Precipitação: os produtos finais são um gás ($CO_2$) e íons solúveis ($Cl^-$), não um sólido insolúvel que se depositaria.
• Desidratação: a água aparece como produto da degradação, e não sendo retirada de uma molécula para formar uma ligação dupla ou um éter.
• Neutralização: não se trata de uma reação clássica entre um ácido e uma base para ajustar o pH do meio.