Atualmente, soldados em campo, seja em treinamento ou em combate, podem aquecer suas refeições, prontas e embaladas em bolsas plásticas, utilizando aquecedores químicos, sem precisar fazer fogo. Dentro dessas bolsas existe magnésio metálico em pó e, quando o soldado quer aquecer a comida, ele coloca água dentro da bolsa, promovendo a reação descrita pela equação química: $$\text{Mg (s)} + 2 \text{ H}_2\text{O (l)} \rightarrow \text{Mg(OH)}_2 \text{ (s)} + \text{H}_2 \text{ (g)} + 350 \text{ kJ}$$ O aquecimento dentro da bolsa ocorre por causa da

redução sofrida pelo oxigênio, que é uma reação exotérmica.

oxidação sofrida pelo magnésio, que é uma reação exotérmica.

redução sofrida pelo magnésio, que é uma reação endotérmica.

oxidação sofrida pelo hidrogênio, que é uma reação exotérmica.

redução sofrida pelo hidrogênio, que é uma reação endotérmica.

Questão 57 do ENEM 2016 (Ciências da Natureza)

Para entender o motivo do aquecimento da bolsa, precisamos analisar dois aspectos da equação química fornecida: a troca de calor (termoquímica) e a transferência de elétrons (oxirredução).

A equação dada é: $\text{Mg (s)} + 2 \text{ H}_2\text{O (l)} \rightarrow \text{Mg(OH)}_2 \text{ (s)} + \text{H}_2 \text{ (g)} + 350 \text{ kJ}$

Primeiro, vamos olhar para a energia. Note que o valor de $350 \text{ kJ}$ aparece no lado dos produtos. Isso significa que a reação está produzindo e liberando energia na forma de calor para o ambiente. Reações que liberam calor são chamadas de exotérmicas. É justamente essa liberação de calor que aquece a comida do soldado. Com isso, já podemos descartar as alternativas que classificam a reação como endotérmica.

Agora, vamos analisar o que acontece com os elementos químicos durante a reação, determinando o Número de Oxidação (Nox) de cada um:

Nos reagentes:

O magnésio metálico, $\text{Mg (s)}$ , é uma substância simples, logo seu Nox é $0$ .
Na água, $\text{H}_2\text{O (l)}$ , o hidrogênio tem Nox $+1$ e o oxigênio tem Nox $-2$ .

Nos produtos:

No hidróxido de magnésio, $\text{Mg(OH)}_2 \text{ (s)}$ , o magnésio é um metal alcalinoterroso (grupo 2 da tabela periódica) e adquire Nox $+2$ . O oxigênio continua com Nox $-2$ e o hidrogênio com Nox $+1$ .
O gás hidrogênio, $\text{H}_2 \text{ (g)}$ , é uma substância simples, então seu Nox é $0$ .

Comparando o antes e o depois:

O magnésio ( $\text{Mg}$ ) passou de Nox $0$ para $+2$ . Como o seu Nox aumentou, ele perdeu elétrons. Esse processo é chamado de oxidação.
O hidrogênio ( $\text{H}$ ) passou de Nox $+1$ para $0$ . Como o seu Nox diminuiu, ele ganhou elétrons. Esse processo é chamado de redução.
O oxigênio ( $\text{O}$ ) manteve seu Nox em $-2$ , não sofrendo oxidação nem redução.

Analisando as alternativas com base nessas conclusões, vemos que o aquecimento ocorre devido à reação exotérmica, na qual o magnésio sofre oxidação. Isso corresponde exatamente ao que está descrito na alternativa correta.

Questão 57 do ENEM 2016 — Ciências da Natureza

Resolução comentada