Questão 76 do ENEM 2014 — Ciências da Natureza

Para entendermos por que as sacolas plásticas de polietileno demoram tanto para se degradar, precisamos analisar a estrutura química desse material.

O enunciado nos diz que o polietileno é um plástico formado pela repetição de grupos $-CH_2-$. Isso significa que ele é um polímero, ou seja, uma macromolécula formada pela união de milhares de pequenas moléculas (os monômeros, que neste caso é o gás etileno, $C_2H_4$). Durante a reação de polimerização, a ligação dupla do etileno é rompida para formar ligações simples entre os átomos de carbono, criando uma cadeia carbônica gigantesca e contínua.

Essa estrutura nos revela duas características fundamentais do polietileno:

1. Tamanho da molécula: Por ser um polímero, suas moléculas são cadeias carbônicas extremamente longas e de alta massa molecular.
2. Força das ligações: A cadeia é formada exclusivamente por ligações covalentes simples entre carbonos ($C-C$) e entre carbono e hidrogênio ($C-H$). Essas ligações, conhecidas como ligações sigma ($\sigma$), são muito fortes, estáveis e pouco reativas (apolares).

É justamente a combinação de cadeias muito longas com ligações químicas fortes e estáveis que torna o polietileno tão resistente. Para que o plástico se degrade, microrganismos, radiação ou agentes químicos precisariam romper essas inúmeras ligações fortes ao longo de toda a macromolécula, um processo que demanda muita energia e, consequentemente, muito tempo (cerca de $300$ anos, como citado no texto).

Vamos analisar por que as outras alternativas estão incorretas:

• A) apresentam muitas insaturações: Incorreto. O monômero (etileno) possui insaturação (ligação dupla), mas no polímero formado (polietileno) a cadeia é saturada, contendo apenas ligações simples.
• B) contêm carbono em sua composição: Incorreto. A presença de carbono não impede a degradação. Compostos orgânicos como açúcares e proteínas também contêm carbono e são rapidamente degradados na natureza.
• C) são formadas por elementos de alta massa atômica: Incorreto. O polietileno é formado apenas por carbono ($12\text{ u}$) e hidrogênio ($1\text{ u}$), que são elementos de baixa massa atômica.
• E) têm origem no petróleo, que é uma matéria-prima não renovável: Incorreto. O fato de o petróleo ser não renovável é um problema ambiental e econômico, mas não é a causa química ou física que explica a lentidão na degradação da molécula.

Portanto, a dificuldade de degradação está diretamente ligada ao fato de as moléculas serem macromoléculas (muito longas) unidas por ligações covalentes muito estáveis.