Questão 74 do ENEM 2016 — Ciências da Natureza

ENEM 2016Ciências da Natureza3ª aplicação

As águas dos oceanos apresentam uma alta concentração de íons e pH entre 8,0 e 8,3. Dentre esses íons estão em equilíbrio as espécies carbonato ($\text{CO}_3^{2-}$) e bicarbonato ($\text{HCO}_3^-$), representado pela equação química:

$$\text{HCO}_3^- \text{ (aq)} \rightleftharpoons \text{CO}_3^{2-} \text{ (aq)} + \text{H}^+ \text{ (aq)}$$

As águas dos rios, ao contrário, apresentam concentrações muito baixas de íons e substâncias básicas, com um pH em torno de 6. A alteração significativa do pH das águas dos rios e oceanos pode mudar suas composições químicas, por precipitação de espécies dissolvidas ou redissolução de espécies presentes nos sólidos suspensos ou nos sedimentos.

A composição dos oceanos é menos afetada pelo lançamento de efluentes ácidos, pois os oceanos
A
contêm grande quantidade de cloreto de sódio.
B
contêm um volume de água pura menor que o dos rios.
C
possuem pH ácido, não sendo afetados pela adição de outros ácidos.
D
têm a formação dos íons carbonato favorecida pela adição de ácido.
apresentam um equilíbrio entre os íons carbonato e bicarbonato, que atuam como sistema-tampão.
Resposta correta
Gabarito oficial: alternativa E

Resolução comentada

Para entendermos por que os oceanos são menos afetados pelo lançamento de efluentes ácidos do que os rios, precisamos analisar as informações químicas fornecidas no texto da questão.

O enunciado nos apresenta o seguinte equilíbrio químico presente nas águas dos oceanos:

HCO3− (aq)⇌CO32− (aq)+H+ (aq)\text{HCO}_3^- \text{ (aq)} \rightleftharpoons \text{CO}_3^{2-} \text{ (aq)} + \text{H}^+ \text{ (aq)}

Quando um efluente ácido é lançado na água, ele aumenta a concentração de íons H+\text{H}^+. Pelo Princípio de Le Chatelier, sabemos que quando uma perturbação é aplicada a um sistema em equilíbrio, o sistema se desloca no sentido de minimizar essa perturbação.

Neste caso, ao adicionarmos H+\text{H}^+ (ácido), o equilíbrio se deslocará para a esquerda, consumindo o excesso de H+\text{H}^+ ao reagir com os íons carbonato (CO32−\text{CO}_3^{2-}), formando mais bicarbonato (HCO3−\text{HCO}_3^-).

Esse comportamento, em que uma solução consegue resistir a variações bruscas de pH mesmo com a adição de ácidos ou bases, é a característica fundamental de uma solução-tampão (ou sistema-tampão). Um tampão é geralmente formado por um ácido fraco e sua base conjugada (ou vice-versa). No oceano, o par HCO3−/CO32−\text{HCO}_3^- / \text{CO}_3^{2-} atua exatamente dessa forma, protegendo o meio marinho de variações drásticas de acidez.

Analisando as alternativas:

  • A está incorreta porque, embora o oceano tenha muito cloreto de sódio (NaCl\text{NaCl}), esse sal não tem propriedades de tamponamento (não reage com H+\text{H}^+ ou OH−\text{OH}^- para evitar mudanças de pH).
  • B está incorreta e não justifica a resistência a mudanças de pH.
  • C está incorreta porque o texto afirma que o pH do oceano é entre 8,08,0 e 8,38,3, o que é um pH básico (alcalino), e não ácido.
  • D está incorreta porque a adição de ácido (H+\text{H}^+) desloca o equilíbrio para a esquerda, favorecendo a formação de bicarbonato (HCO3−\text{HCO}_3^-), e não de carbonato.
  • E está correta, pois descreve perfeitamente o papel do equilíbrio entre carbonato e bicarbonato como um sistema-tampão.

Portanto, a composição dos oceanos é menos afetada porque eles possuem um sistema natural de proteção contra variações de pH.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2016 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.