Questão 85 do ENEM 2014 — Ciências da Natureza

Para resolvermos essa questão, precisamos analisar o equilíbrio químico apresentado e aplicar o Princípio de Le Chatelier. Esse princípio nos diz que, quando uma perturbação é aplicada a um sistema em equilíbrio, o sistema se desloca no sentido de minimizar essa perturbação.

A equação química fornecida é:

$\text{Ca}^{2+}\text{(aq)} + 2 \text{HCO}_3^{-}\text{(aq)} \rightleftharpoons \text{CaCO}_3\text{(s)} + \text{CO}_2\text{(g)} + \text{H}_2\text{O(l)} \quad \Delta H = +40,94 \text{ kJ/mol}$

O comando da questão quer saber o que favorece a formação de carbonato de cálcio ($\text{CaCO}_3$). Observando a equação, o $\text{CaCO}_3$ é um dos produtos. Portanto, queremos encontrar a alternativa que provoque o deslocamento do equilíbrio para a direita (sentido direto).

Vamos analisar cada uma das alternativas:

A) Diminuição da concentração de íons $\text{OH}^-$ no meio. Diminuir a concentração de $\text{OH}^-$ significa tornar o meio mais ácido (aumentar a concentração de $\text{H}^+$). Os íons $\text{H}^+$ reagem com o bicarbonato ($\text{HCO}_3^-$), consumindo-o. A diminuição de um reagente desloca o equilíbrio para a esquerda, desfavorecendo a formação de $\text{CaCO}_3$.

B) Aumento da pressão do ar no interior da caverna. O aumento da pressão total sobre um sistema em equilíbrio favorece o sentido que produz o menor volume de gases. Nos reagentes, não temos substâncias no estado gasoso ($0 \text{ mol}$ de gás). Nos produtos, temos $1 \text{ mol}$ de gás ($\text{CO}_2$). Assim, o aumento da pressão deslocará o equilíbrio para a esquerda (onde há menos gás), desfavorecendo a formação de $\text{CaCO}_3$.

C) Diminuição da concentração de $\text{HCO}_3^-$ no meio. O $\text{HCO}_3^-$ é um reagente. Retirar um reagente faz com que o sistema se desloque no sentido de repô-lo, ou seja, para a esquerda. Isso também desfavorece a formação do carbonato.

D) Aumento da temperatura no interior da caverna. A variação de entalpia da reação é positiva ($\Delta H = +40,94 \text{ kJ/mol}$), o que indica que a reação no sentido direto é endotérmica (absorve calor). De acordo com Le Chatelier, o aumento da temperatura favorece o sentido endotérmico da reação. Logo, o equilíbrio será deslocado para a direita, favorecendo a formação de $\text{CaCO}_3$. Essa é a nossa resposta!

E) Aumento da concentração de $\text{CO}_2$ dissolvido. O $\text{CO}_2$ é um produto da reação. Adicionar mais produto faz com que o sistema tente consumi-lo, deslocando o equilíbrio para a esquerda, o que dissolve o $\text{CaCO}_3$ em vez de formá-lo.

Portanto, a única alteração que favorece a formação das estalactites (deposição de $\text{CaCO}_3$) é o aumento da temperatura.