Questão 91 do ENEM 2021 — Ciências da Natureza

Para resolvermos essa questão, precisamos analisar os dois problemas que o produtor enfrenta com a sua solução nutritiva atual.

O Diagnóstico da Solução

Primeiro, vamos olhar para o $\text{pH}$. O texto nos diz que o ideal para o cultivo de alface é um $\text{pH}$ entre $5,5$ e $6,5$. No entanto, a solução preparada está com um $\text{pH} = 4,3$. Como esse valor está abaixo de $7$, sabemos que a solução está muito ácida. Para corrigir isso e elevar o $\text{pH}$ até a faixa ideal, precisamos adicionar uma substância básica (ou alcalina).

O segundo ponto é a nutrição. Ao compararmos a coluna da "Composição de referência" com a "Solução nutritiva preparada", notamos que vários nutrientes estão em falta. O déficit mais gritante é o do íon potássio ($K^+$), que deveria estar em $6,0 \text{ mmol/L}$, mas está apenas em $3,5 \text{ mmol/L}$.

Portanto, a nossa substância ideal precisa fazer duas coisas: ser uma base (para subir o $\text{pH}$) e fornecer potássio (para suprir a carência nutricional), sem introduzir elementos tóxicos.

Analisando as Alternativas

Vamos testar cada uma das opções disponíveis com base no nosso diagnóstico:

• A) Ácido fosfórico ($H_3PO_4$): Como o próprio nome já diz, é um ácido. Se adicionarmos mais ácido a uma solução que já está com o $\text{pH}$ baixo ($4,3$), o $\text{pH}$ cairá ainda mais, o que prejudicaria ou até mataria as plantas.
• B) Sulfato de cálcio ($CaSO_4$): É um sal que não tem caráter básico forte o suficiente para elevar o $\text{pH}$ de forma significativa. Além disso, embora falte um pouco de cálcio ($Ca^{2+}$) na solução, a falta de potássio é muito mais crítica.
• C) Óxido de alumínio ($Al_2O_3$): O enunciado alerta que não devemos introduzir elementos nocivos. O alumínio ($Al^{3+}$) é sabidamente tóxico para a grande maioria das plantas, prejudicando o desenvolvimento das raízes.
• D) Cloreto de ferro (II) ($FeCl_2$): Sais formados por metais de transição (como o ferro) costumam sofrer hidrólise ácida em água, liberando íons $H^+$. Isso faria o $\text{pH}$ diminuir, o que é o exato oposto do que queremos.
• E) Hidróxido de potássio ($KOH$): Esta é a escolha perfeita. O $KOH$ é uma base forte. Ao ser adicionado à água, ele se dissocia liberando íons hidroxila ($OH^-$), que neutralizam a acidez e elevam o $\text{pH}$. Ao mesmo tempo, ele libera íons potássio ($K^+$), repondo exatamente o macronutriente que estava em maior falta na solução do produtor.

Dessa forma, com uma única substância, o produtor corrige a acidez e melhora o perfil nutricional da sua hidroponia.