A Química Verde é um ramo da química que prega o desenvolvimento de processos eficientes, que transformem a maior parte do reagente em produto, de forma mais rápida e seletiva, que utilizem poucos reagentes, que produzam somente o produto desejado, evitando a formação de coprodutos, e que utilizem solventes não agressivos ao meio ambiente. Assim, as indústrias contornariam problemas relacionados à poluição ambiental e ao desperdício de água e energia. O perfil de um processo que segue todos os princípios desse ramo da química pode ser representado por:

A + B + C → D (a reação ocorre a altas pressões).

A + B → C + D (a reação é fortemente endotérmica).

A +3B → C (a reação ocorre com uso de solvente orgânico).

3A + 2B → 2C → 3D + 2E (a reação ocorre sob pressão atmosférica).

A + 1/2 B → C (a reação ocorre com o uso de um catalisador contendo um metal não tóxico).

Questão 131 do ENEM 2020 (Ciências da Natureza)

A Química Verde busca o desenvolvimento de processos industriais e laboratoriais mais sustentáveis. O próprio enunciado nos fornece um verdadeiro "checklist" do que seria uma reação ideal dentro desse conceito:

Alta eficiência e ausência de coprodutos: a reação deve transformar os reagentes apenas no produto desejado, sem gerar "lixo" químico (subprodutos). Isso está diretamente ligado ao conceito de economia de átomos (ou atomoeconomia).
Rapidez e seletividade: processos que ocorrem em menor tempo e de forma direcionada, o que frequentemente é alcançado com o uso de catalisadores.
Baixo impacto ambiental e energético: evitar solventes tóxicos, reagentes perigosos e condições extremas (como altas temperaturas ou pressões), que demandam um alto gasto de energia.

Com esses princípios em mente, podemos avaliar cada uma das alternativas:

Alternativa A: A reação $A + B + C \rightarrow D$ ocorre a altas pressões. Manter altas pressões em uma indústria exige um gasto enorme de energia e equipamentos complexos, o que vai contra a eficiência energética buscada pela Química Verde.
Alternativa B: A reação $A + B \rightarrow C + D$ gera um coproduto ( $D$ ), o que significa desperdício de átomos e geração de resíduos. Além disso, o fato de ser "fortemente endotérmica" indica que ela precisa absorver muito calor para acontecer, gastando muita energia.
Alternativa C: A reação $A + 3B \rightarrow C$ utiliza um solvente orgânico. Muitos solventes orgânicos são voláteis, tóxicos e derivados de combustíveis fósseis, o que contraria o princípio de usar substâncias não agressivas ao meio ambiente.
Alternativa D: O processo $3A + 2B \rightarrow 2C \rightarrow 3D + 2E$ é o pior cenário possível em termos de geração de resíduos, pois forma múltiplos coprodutos ( $D$ e $E$ ), demonstrando uma péssima economia de átomos.
Alternativa E: A reação $A + \frac{1}{2} B \rightarrow C$ é o modelo ideal. Ela forma um único produto ( $C$ ), ou seja, todos os átomos dos reagentes são aproveitados (não há coprodutos). Além disso, o uso de um catalisador atende ao princípio de tornar a reação mais rápida e seletiva, permitindo que ela ocorra em condições mais brandas e economizando energia. Por fim, o fato de o catalisador conter um "metal não tóxico" respeita a regra de não agredir o meio ambiente e a saúde humana.

Logo, a alternativa que melhor representa o perfil de um processo da Química Verde é a E.

Questão 131 do ENEM 2020 — Ciências da Natureza

Resolução comentada