Questão 108 do ENEM 2019 — Ciências da Natureza

O enunciado nos dá a principal pista para resolver a questão ao afirmar que a interação ocorre entre os grupos hidroxil da superfície das nanopartículas e os lipopolissacarídeos da parede celular da bactéria.

Vamos analisar quimicamente essas estruturas:

1. Grupos hidroxil: São formados por um átomo de oxigênio ligado a um átomo de hidrogênio ($-OH$). Devido à alta eletronegatividade do oxigênio, essa ligação é bastante polar. O oxigênio atrai os elétrons da ligação para si, adquirindo uma carga parcial negativa ($\delta^-$), enquanto o hidrogênio fica com uma carga parcial positiva ($\delta^+$).
2. Lipopolissacarídeos: Como o próprio nome sugere, são moléculas formadas por uma parte lipídica e uma parte polissacarídica (açúcares). Os carboidratos (açúcares) são moléculas orgânicas poli-hidroxiladas, ou seja, possuem diversos grupos hidroxil ($-OH$) em sua estrutura.

Quando temos moléculas que possuem átomos de hidrogênio ligados diretamente a átomos muito eletronegativos e pequenos (como Flúor, Oxigênio ou Nitrogênio — o famoso grupo "FON"), essas moléculas são capazes de realizar um tipo específico e muito forte de interação intermolecular: as ligações de hidrogênio (antigamente chamadas de pontes de hidrogênio).

Nesse caso, o hidrogênio do grupo $-OH$ de uma molécula (com carga parcial positiva) é fortemente atraído pelos pares de elétrons livres do oxigênio do grupo $-OH$ da outra molécula (com carga parcial negativa). Como tanto a superfície da nanopartícula de sílica quanto a porção polissacarídica do lipopolissacarídeo são ricas em grupos hidroxil, a interação predominante entre elas se dá por meio de ligações de hidrogênio.

Podemos descartar as demais alternativas rapidamente:

• Hidrofóbica: Incorreta, pois os grupos hidroxil são polares e, portanto, hidrofílicos.
• Dissulfeto: Incorreta, pois ligações dissulfeto ocorrem entre átomos de enxofre ($-S-S-$), o que não é o foco da interação descrita.
• Metálica: Incorreta, pois não há metais interagindo dessa forma no sistema descrito.
• Iônica: Incorreta, pois a interação descrita foca nos grupos hidroxil, que formam polos parciais, e não íons com cargas inteiras.

Logo, a interação que justifica o fenômeno é a ligação de hidrogênio.