Questão 127 do ENEM 2023Ciências da Natureza

ENEM 2023Ciências da NaturezaPPL

O odor desagradável de peixe deve-se principalmente a compostos orgânicos que contêm um grupo amino ($\text{R-NH}_2$), em que R representa um grupo alquil. Um chefe de cozinha experimental dispõe, em seu laboratório, de cinco soluções aquosas, dentre as quais deve escolher uma para eliminar o odor de peixe, por meio da neutralização do grupo amino. Suponha que a molécula responsável pelo odor é a metilamina ($\text{CH}_3\text{NH}_2$, $K_{\text{b}} = 5,5 \times 10^{-4}$). O quadro apresenta dados de acidez/basicidade de algumas espécies químicas.

Considere: $K_{\text{a}} = \frac{[\text{H}^+][\text{B}^-]}{[\text{HB}]}$ e $K_{\text{b}} = \frac{[\text{H}_2\text{B}^+]}{[\text{HB}][\text{H}^+]}$

Solução aquosaEspécie químicaDados de acidez/basicidade
Hipoclorito de sódio ($\text{NaClO}$)$\text{ClO}^-$$K_{\text{b}} = 2,5 \times 10^{-7}$
Hidrogenocarbonato de sódio ($\text{NaHCO}_3$)$\text{HCO}_3^-$$K_{\text{b}} = 2,8 \times 10^{-8}$
Ácido etanoico$\text{CH}_3\text{COOH}$$K_{\text{a}} = 1,8 \times 10^{-5}$
Cloreto de sódio ($\text{NaCl}$)$\text{Na}^+$$K_{\text{a}} = 1,6 \times 10^{-15}$
Etanol$\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$$K_{\text{a}} = 1,3 \times 10^{-16}$
Qual substância deve ser escolhida pelo chefe de cozinha?
A
NaClO
B
NaHCO3
CH3COOH
Resposta correta
D
NaCl
E
CH3CH2OH
Gabarito oficial: alternativa C

Resolução comentada

O enunciado nos informa que o odor desagradável de peixe é causado por compostos orgânicos contendo o grupo amino (R-NH2\text{R-NH}_2), especificamente a metilamina (CH3NH2\text{CH}_3\text{NH}_2). A própria questão fornece a constante de basicidade (KbK_{\text{b}}) da metilamina, que é 5,5×1045,5 \times 10^{-4}. Isso nos confirma que a substância responsável pelo cheiro tem caráter básico.

Para eliminar esse odor por meio de uma reação de neutralização, precisamos adicionar uma substância com caráter ácido. Em química, a força de um ácido é medida pela sua constante de acidez (KaK_{\text{a}}). Quanto maior o valor de KaK_{\text{a}}, mais forte é o ácido e maior a sua capacidade de liberar íons H+\text{H}^+ para neutralizar a base.

Vamos analisar as opções fornecidas na tabela:

  • Hipoclorito de sódio (NaClO\text{NaClO}): A tabela fornece o KbK_{\text{b}} do íon ClO\text{ClO}^-, indicando que ele atua como uma base. Adicionar uma base a outra base não causará neutralização.
  • Hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3\text{NaHCO}_3): A tabela fornece o KbK_{\text{b}} do íon HCO3\text{HCO}_3^-, indicando que, neste contexto, ele também atua como uma base.
  • Ácido etanoico (CH3COOH\text{CH}_3\text{COOH}): A tabela fornece um Ka=1,8×105K_{\text{a}} = 1,8 \times 10^{-5}. Este é um valor característico de um ácido fraco, mas perfeitamente capaz de reagir com a metilamina em uma reação de neutralização ácido-base.
  • Cloreto de sódio (NaCl\text{NaCl}): A tabela fornece um KaK_{\text{a}} para o íon Na+\text{Na}^+ de 1,6×10151,6 \times 10^{-15}. Esse valor é extremamente pequeno, o que significa que o NaCl\text{NaCl} em solução aquosa é praticamente neutro e não será capaz de neutralizar a base de forma eficiente.
  • Etanol (CH3CH2OH\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}): A tabela fornece um Ka=1,3×1016K_{\text{a}} = 1,3 \times 10^{-16}. Assim como o NaCl\text{NaCl}, esse valor é ínfimo, indicando que o etanol não tem acidez suficiente para neutralizar a metilamina.

Portanto, a única substância com acidez significativa e capaz de neutralizar o grupo amino da metilamina é o ácido etanoico (CH3COOH\text{CH}_3\text{COOH}), que, no dia a dia da cozinha, é o principal componente do vinagre.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2023 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.