Questão 49 do ENEM 2013 — Ciências da Natureza

Para resolvermos essa questão, precisamos analisar o experimento ilustrado. A montagem mostra a reação entre vinagre e bicarbonato de sódio: um balão de festa contendo bicarbonato é preso à boca de uma garrafa com vinagre e, quando o bicarbonato entra em contato com o vinagre, ocorre uma reação química que libera um gás, o que enche o balão.

Identificando os Reagentes

O vinagre é uma solução aquosa de ácido acético, cuja fórmula é $CH_3COOH_{(aq)}$. O bicarbonato de sódio é um sal sólido, representado pela fórmula $NaHCO_{3(s)}$.

A Reação Química

Sempre que misturamos um ácido com um sal derivado do ânion carbonato ($CO_3^{2-}$) ou bicarbonato ($HCO_3^-$), ocorre uma reação de dupla troca que forma um novo sal e ácido carbônico ($H_2CO_3$).

A equação inicial seria: $CH_3COOH_{(aq)} + NaHCO_{3(s)} \rightarrow CH_3COONa_{(aq)} + H_2CO_{3(aq)}$

O sal formado é o acetato de sódio ($CH_3COONa$). Como ele é solúvel em água, encontra-se dissociado na forma de íons sódio ($Na^+_{(aq)}$) e íons acetato ($CH_3COO^-_{(aq)}$).

A Formação do Gás

O grande segredo dessa questão está no ácido carbônico ($H_2CO_3$). Ele é um ácido extremamente instável e, assim que é formado, se decompõe rapidamente em água líquida e gás carbônico (dióxido de carbono):

$H_2CO_{3(aq)} \rightarrow H_2O_{(l)} + CO_{2(g)}$

É exatamente esse gás carbônico ($CO_2$) que escapa da solução e infla o balão.

Montando a Equação Final

Substituindo o ácido carbônico pelos seus produtos de decomposição e escrevendo o sal na sua forma iônica (como aparece nas alternativas), chegamos à equação completa do processo:

$CH_3COOH_{(aq)} + NaHCO_{3(s)} \rightarrow Na^+_{(aq)} + CH_3COO^-_{(aq)} + CO_{2(g)} + H_2O_{(l)}$

Analisando as Alternativas

Com base na nossa equação final, podemos avaliar as opções dadas:

• A) Correta. Apresenta todos os íons corretos, a água e, fundamentalmente, o gás carbônico ($CO_2$) que justifica o balão cheio.
• B) Incorreta. Indica a formação de gás oxigênio ($O_2$), o que não ocorre nessa reação.
• C) Incorreta. Omite a formação de qualquer gás. Se essa equação fosse verdadeira, o balão não inflaria.
• D) Incorreta. Inventa um íon inexistente ($NaCO_2^+$) e também não mostra a formação do gás.
• E) Incorreta. Indica a formação de gás hidrogênio ($H_2$), o que é característico da reação de ácidos com metais, não com bicarbonatos.