Questão 108 do ENEM 2016 — Ciências da Natureza

ENEM 2016Ciências da Natureza2ª aplicação

Nos anos 1990, verificou-se que o rio Potomac, situado no estado norte-americano de Maryland, tinha, em parte de seu curso, águas extremamente ácidas por receber um efluente de uma mina de carvão desativada, o qual continha ácido sulfúrico (H₂SO₄). Essa água, embora límpida, era desprovida de vida. Alguns quilômetros adiante, instalou-se uma fábrica de papel e celulose que emprega hidróxido de sódio (NaOH) e carbonato de sódio (Na₂CO₃) em seus processos. Em pouco tempo, observou-se que, a partir do ponto em que a fábrica lança seus rejeitos no rio, a vida aquática voltou a florescer.

HARRIS, D. C. Análise química quantitativa. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2012 (adaptado).

A explicação para o retorno da vida aquática nesse rio é a

diluição das águas do rio pelo novo efluente lançado nele.

precipitação do íon sulfato na presença do efluente da nova fábrica.

biodegradação do ácido sulfúrico em contato com o novo efluente descartado.

Diminuição da acidez das águas do rio pelo efluente da fábrica de papel e celulose.

Resposta correta

volatilização do ácido sulfúrico após contato com o novo efluente introduzido no rio.

Gabarito oficial: alternativa D

Resolução comentada

O enunciado descreve uma situação em que o rio Potomac apresentava águas extremamente ácidas devido à presença de ácido sulfúrico ( $H_2SO_4$ ), proveniente do efluente de uma mina de carvão. Essa acidez extrema (pH muito baixo) tornava o ambiente inóspito, impedindo a existência de vida aquática.

Posteriormente, uma fábrica de papel e celulose instalou-se na região e começou a lançar seus rejeitos no rio. O texto nos informa que esses efluentes continham hidróxido de sódio ( $NaOH$ ) e carbonato de sódio ( $Na_2CO_3$ ).

Para entender o fenômeno que permitiu o retorno da vida, precisamos analisar o caráter químico dessas novas substâncias introduzidas:

O hidróxido de sódio ( $NaOH$ ) é uma base forte.
O carbonato de sódio ( $Na_2CO_3$ ) é um sal de caráter básico, pois é derivado de uma base forte ( $NaOH$ ) e de um ácido fraco ( $H_2CO_3$ ).

Quando o efluente básico da fábrica entra em contato com a água ácida do rio, ocorre uma reação química clássica de neutralização. Os íons $H^+$ provenientes da ionização do ácido sulfúrico reagem com os compostos básicos, consumindo a acidez da água. Podemos representar essas reações pelas seguintes equações químicas:

$H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$ $H_2SO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2$

Como resultado dessas reações de neutralização, a concentração de ácido na água diminui drasticamente, o que eleva o pH do rio para valores mais próximos da neutralidade. É exatamente essa diminuição da acidez que restaura o equilíbrio ecológico do meio aquático, tornando-o novamente propício para a sobrevivência e reprodução das espécies.

Analisando as alternativas:

A) Incorreta. Apenas a diluição não seria suficiente para eliminar a acidez extrema de forma tão eficaz; o fator determinante é a reação química de neutralização.
B) Incorreta. O produto formado, sulfato de sódio ( $Na_2SO_4$ ), é um sal bastante solúvel em água, logo, não ocorre precipitação.
C) Incorreta. O ácido sulfúrico é um composto inorgânico e não sofre biodegradação (decomposição por micro-organismos).
D) Correta. A reação entre o ácido do rio e as bases do efluente diminui a acidez das águas.
E) Incorreta. O ácido sulfúrico é um líquido fixo, com alto ponto de ebulição, e não sofre volatilização nas condições ambientais do rio.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2016 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.