Questão 70 do ENEM 2013 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos analisar a reação química que ocorre entre o mármore e a solução ácida. O enunciado nos diz que o principal constituinte do mármore é o carbonato de cálcio, cuja fórmula química é $CaCO_3$.

Quando colocamos um sal derivado de um ácido fraco e instável, como é o caso dos carbonatos, em contato com uma solução ácida (que fornece íons $H^+$), ocorre uma reação que resulta na formação de um novo sal, água e um gás.

Vamos usar o ácido clorídrico ($HCl$) como exemplo de solução ácida para visualizar a reação. Primeiramente, o carbonato de cálcio reage com o ácido formando cloreto de cálcio e ácido carbônico: $CaCO_3(s) + 2 HCl(aq) \rightarrow CaCl_2(aq) + H_2CO_3(aq)$

No entanto, o ácido carbônico ($H_2CO_3$) é um composto extremamente instável em condições ambientes e se decompõe rapidamente em água e gás carbônico: $H_2CO_3(aq) \rightarrow H_2O(l) + CO_2(g)$

Somando as duas etapas, temos a equação global da reação: $CaCO_3(s) + 2 HCl(aq) \rightarrow CaCl_2(aq) + H_2O(l) + CO_2(g)$

A efervescência observada durante a limpeza do piso é justamente a liberação desse gás na forma de bolhas. Como vimos na equação, o gás liberado é o $CO_2$, conhecido quimicamente como dióxido de carbono (ou gás carbônico).

Portanto, o gás responsável pela efervescência é o dióxido de carbono.