O despejo acidental de óleo nos oceanos tem ocasionado incontáveis prejuízos à vida marinha e à economia de regiões costeiras. Métodos tradicionais de tratamento do despejo geram resíduos de difícil descarte e nem sempre são eficazes. Por isso, pesquisadores desenvolveram um filtro capaz de separar óleo e água. O dispositivo é montado sobre uma malha de aço com uma sequência de camadas. A primeira camada é formada por um polímero de carga positiva, a segunda é composta por nanopartículas de sílica ($\text{SiO}_2$), a terceira é formada pelo mesmo polímero e a última é um surfactante, conforme apresentado na figura.
Questão 133 do ENEM 2025 — Ciências da Natureza
ENEM 2025Ciências da Natureza1ª aplicação
A
Resposta correta
B
C
D
E
Gabarito oficial: alternativa A
Resolução comentada
Entendendo o problema
O dispositivo separa água e óleo por meio de várias camadas depositadas sobre uma malha de aço. A pergunta é: em qual camada o óleo fica retido durante a separação?
A estrutura em camadas
Segundo o enunciado, o filtro é montado pela técnica camada por camada (layer-by-layer). Da malha para fora, a sequência é: malha de aço (suporte), camada inferior de polímero (carga positiva), nanopartículas de sílica (), camada superior de polímero (carga positiva) e, por último, o surfactante como camada mais externa.
Como o surfactante é a camada mais externa, é ele que entra em contato primeiro com a mistura de água e óleo despejada sobre o dispositivo. Portanto, é nessa superfície de contato que a seletividade contra o óleo precisa acontecer.
Por que o surfactante retém o óleo
O princípio que governa a separação é a energia de superfície. Superfícies de baixa energia de superfície interagem muito fracamente com o óleo e por isso são oleofóbicas (repelem óleos e gorduras). São justamente as superfícies fluoradas as campeãs nesse comportamento: o átomo de flúor é muito eletronegativo, tem raio pequeno e torna a ligação forte e pouco polarizável. Com isso, as forças intermoleculares (forças de dispersão de London) que a superfície consegue fazer com o óleo ficam mínimas, resultando em oleofobicidade. É o mesmo tipo de comportamento antiaderente de materiais fluorados como o Teflon.
Como essa camada oleofóbica é justamente a mais externa do dispositivo, o óleo não consegue interagir favoravelmente com ela nem atravessá-la, ficando retido ali, enquanto a água passa.
Conclusão
A retenção do óleo ocorre na camada mais externa e de menor energia de superfície: o surfactante. Resposta: alternativa A.
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Fonte: prova oficial do ENEM 2025 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.