Questão 94 do ENEM 2023 — Ciências da Natureza

O enunciado aborda um problema muito comum em indústrias: a obstrução de tubulações e caldeiras devido ao acúmulo de sais pouco solúveis. O texto menciona que isso está diretamente relacionado ao controle da dureza da água.

O conceito de dureza da água refere-se à concentração de cátions de metais alcalinoterrosos dissolvidos, principalmente os íons cálcio ($Ca^{2+}$) e magnésio ($Mg^{2+}$). Quando uma água é considerada "dura", significa que ela possui altas concentrações desses íons.

Nas caldeiras, com o aquecimento da água, esses cátions reagem com ânions presentes no meio, como os carbonatos ($CO_3^{2-}$) e sulfatos ($SO_4^{2-}$), formando sais praticamente insolúveis. Um exemplo clássico é a formação do carbonato de cálcio ($CaCO_3$), popularmente conhecido como calcário, através da seguinte reação de precipitação:

Ca^{2+}_{(aq)} + CO_{3}^{2-}_{(aq)} \rightarrow CaCO_{3(s)}

Esse precipitado sólido ($CaCO_{3(s)}$) vai se depositando gradativamente nas paredes das tubulações, causando as incrustações e obstruções mencionadas no texto.

Para controlar e evitar esse problema, a indústria precisa monitorar a concentração dos íons responsáveis por formar esses precipitados. Analisando os parâmetros medidos nos testes fornecidos:

• Teste 1 (Cálcio): Mede diretamente um dos principais cátions ($Ca^{2+}$) responsáveis pela dureza da água e pela formação das incrustações.
• Teste 2 (Cloreto): Os íons cloreto ($Cl^{-}$) geralmente formam sais solúveis e não estão diretamente ligados à dureza.
• Teste 3 (Turbidez): Mede partículas sólidas já em suspensão na água, e não os íons dissolvidos que precipitarão apenas com o aquecimento.
• Teste 4 (Coliformes totais): É um parâmetro biológico utilizado para avaliar a potabilidade da água (presença de bactérias), sendo irrelevante para a formação de incrustações inorgânicas em caldeiras.
• Teste 5 (Sólidos sedimentáveis): Mede partículas maiores que se depositam naturalmente pela gravidade, o que é diferente da precipitação química causada pela dureza.

Portanto, o teste mais adequado para prever e controlar a formação desse tipo de obstrução é o que mede a concentração de cálcio.