Questão 120 do ENEM 2022Ciências da Natureza

ENEM 2022Ciências da NaturezaPPL

A troposfera consiste basicamente em $\text{N}_2$ e $\text{O}_2$ que, juntos, compreendem 99% da atmosfera da Terra. Outros gases, compreendidos como constituintes atmosféricos secundários, apesar de estarem presentes em concentrações muito baixas, podem ter efeitos importantes ou danosos no meio ambiente. O quadro apresenta as principais fontes e concentrações típicas de alguns desses gases secundários. <\/p><\/div><\/div>

Constituinte secundário<\/th>Principais fontes<\/th><\/tr><\/thead>
Ozônio ($\text{O}_3$)<\/td>Descargas elétricas; difusão da estratosfera; névoa fotoquímica<\/td><\/tr>
Metano ($\text{CH}_4$)<\/td>Decomposição de matéria orgânica; vazamento de gás natural<\/td><\/tr>
Dióxido de enxofre ($\text{SO}_2$)<\/td>Gases vulcânicos; incêndios florestais; ação de bactérias; queima de combustíveis fósseis; processos industriais<\/td><\/tr>
Monóxido de carbono (CO)<\/td>Decomposição de matéria orgânica; processos industriais; queima de combustíveis fósseis<\/td><\/tr>
Monóxido de nitrogênio (NO)<\/td>Descargas elétricas; combustão interna de motores; combustão de matéria orgânica nitrogenada<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>

Pode-se reduzir as concentrações de um desses constituintes gasosos secundários na atmosfera pela passagem dos gases através de purificadores químicos contendo uma pasta de calcário, cujo principal constituinte é o $\text{CaCO}_3$, sendo o gás removido por sua conversão em um sal (composto iônico sólido).<\/p><\/div>

SPIRO, T. G.; STIGLIANI, W. M. Química ambiental<\/strong>. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2009 (adaptado).BROWN, L.; LeMAY, H. E.; BURSTEN, B. E. Química: a ciência central<\/strong>. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005 (adaptado).<\/p><\/div><\/div><\/section>

Entre os constituintes secundários apresentados, qual pode ser removido pela ação desse purificador químico?
A
Ozônio.
B
Metano.
Dióxido de enxofre.
Resposta correta
D
Monóxido de carbono.
E
Monóxido de nitrogênio.
Gabarito oficial: alternativa C

Resolução comentada

Para resolvermos essa questão, precisamos analisar a natureza química do purificador e dos gases listados. O enunciado nos diz que o purificador contém uma pasta de calcário, cujo principal componente é o carbonato de cálcio (CaCO3\text{CaCO}_3). O objetivo é remover um dos gases poluentes convertendo-o em um sal (um composto iônico sólido).

O carbonato de cálcio (CaCO3\text{CaCO}_3) é um sal de caráter básico, pois é derivado de uma base forte (hidróxido de cálcio, Ca(OH)2\text{Ca(OH)}_2) e de um ácido fraco (ácido carbônico, H2CO3\text{H}_2\text{CO}_3). Por ter esse caráter básico, o CaCO3\text{CaCO}_3 reage facilmente com substâncias de caráter ácido, como os óxidos ácidos.

Vamos analisar a classificação química de cada um dos gases secundários apresentados nas alternativas:

  • Ozônio (O3\text{O}_3): É uma substância simples formada apenas por oxigênio. Atua como um forte agente oxidante, mas não tem caráter ácido para reagir com o carbonato.
  • Metano (CH4\text{CH}_4): É um hidrocarboneto (composto orgânico). Não reage com sais inorgânicos como o CaCO3\text{CaCO}_3 nessas condições.
  • Dióxido de enxofre (SO2\text{SO}_2): É um óxido ácido (ou anidrido). Quando reage com água, forma o ácido sulfuroso (H2SO3\text{H}_2\text{SO}_3). Por ter esse caráter ácido, ele é capaz de reagir com o CaCO3\text{CaCO}_3.
  • Monóxido de carbono (CO\text{CO}): É classificado como um óxido neutro (ou inerte), ou seja, não reage com água, ácidos ou bases.
  • Monóxido de nitrogênio (NO\text{NO}): Assim como o CO\text{CO}, também é um óxido neutro e não reage com o CaCO3\text{CaCO}_3.

Como o dióxido de enxofre (SO2\text{SO}_2) é o único gás com propriedades ácidas entre as opções, ele reagirá com o carbonato de cálcio. A reação química que ocorre no purificador pode ser representada pela seguinte equação:

CaCO3(s)+SO2(g)CaSO3(s)+CO2(g)\text{CaCO}_3(s) + \text{SO}_2(g) \rightarrow \text{CaSO}_3(s) + \text{CO}_2(g)

Nesse processo, o gás poluente SO2\text{SO}_2 é consumido e convertido em sulfito de cálcio (CaSO3\text{CaSO}_3), que é justamente o sal (composto iônico sólido) mencionado no enunciado.

Portanto, o constituinte secundário que pode ser removido por esse purificador químico é o dióxido de enxofre.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2022 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.