Questão 75 do ENEM 2010 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos analisar o problema do solo descrito no enunciado e o efeito do aditivo químico utilizado pelo técnico.

O enunciado nos diz que o solo é muito alcalino (básico) devido à presença do sal carbonato de sódio ($\text{Na}_2\text{CO}_3$). O íon carbonato ($\text{CO}_3^{2-}$) sofre hidrólise ao reagir com a água, liberando íons hidroxila ($\text{OH}^-$), conforme a equação de equilíbrio fornecida:

$\text{CO}_{3(\text{aq})}^{2-} + \text{H}_2\text{O}_{(\text{l})} \rightleftharpoons \text{HCO}_{3(\text{aq})}^- + \text{OH}_{(\text{aq})}^-$

Como o solo está básico demais para a agricultura, o objetivo da remediação seria neutralizá-lo, ou seja, adicionar uma substância de caráter ácido para consumir os íons $\text{OH}^-$ e diminuir o pH.

No entanto, o técnico utilizou a cal virgem ($\text{CaO}$) como aditivo. A cal virgem é um óxido metálico formado por cálcio (um metal alcalinoterroso). Óxidos de metais alcalinos e alcalinoterrosos reagem com a água formando bases. A reação da cal virgem com a água do solo produz hidróxido de cálcio:

$\text{CaO}_{(\text{s})} + \text{H}_2\text{O}_{(\text{l})} \rightarrow \text{Ca(OH)}_{2(\text{aq})}$

O hidróxido de cálcio, por sua vez, se dissocia liberando ainda mais íons $\text{OH}^-$ no meio:

$\text{Ca(OH)}_{2(\text{aq})} \rightarrow \text{Ca}^{2+}_{(\text{aq})} + 2\text{OH}^-_{(\text{aq})}$

Como a cal virgem tem caráter básico, sua adição aumenta a concentração de íons $\text{OH}^-$ no solo, o que provoca uma elevação do pH, tornando o solo ainda mais alcalino. Portanto, a remediação não foi realizada com sucesso.

Além disso, podemos analisar o efeito dessa adição no equilíbrio químico inicial usando o Princípio de Le Chatelier. Ao adicionarmos $\text{CaO}$, aumentamos a concentração do produto $\text{OH}^-$ na reação de hidrólise do carbonato. Para minimizar essa perturbação, o sistema se desloca no sentido de consumir o excesso de $\text{OH}^-$, ou seja, o equilíbrio é deslocado para a esquerda.

Analisando as alternativas, a única que descreve corretamente que a remediação não foi realizada devido ao caráter básico da cal virgem, que eleva o pH e desloca o equilíbrio para a esquerda, é a alternativa D.