Questão 121 do ENEM 2023Ciências da Natureza

ENEM 2023Ciências da Natureza1ª aplicação

Os solos amazônicos, ricos em silicato, não são apropriados para o cultivo por serem incapazes de reter nutrientes. Contudo, descobertas arqueológicas têm demonstrado que os antigos habitantes da Amazônia dominavam a técnica de preparo de um insumo agrícola natural, denominado terra preta. Esse insumo era constituído principalmente de uma espécie de biocarvão (biochar) obtido da queima de matéria orgânica, como troncos de árvores, pedaços de ossos e esterco, capaz de manter um solo fértil por anos.

Admite-se que o efeito do biocarvão na fertilização do solo estava, em parte, relacionado à presença de grupos orgânicos do tipo carboxilato em sua superfície, carregados negativamente (—COO). Esses grupos atraem íons positivos necessários como nutrientes, tais quais os provenientes do potássio (K), do cálcio (Ca) e do magnésio (Mg), além de micronutrientes, como zinco (Zn) e ferro (Fe). Essa ligação no solo fertilizado é predominantemente iônica, conforme ilustra a figura, em que M* representa os cátions metálicos. De acordo com a escala de Pauling, a eletronegatividade do elemento oxigênio é igual a 3,44

O quadro apresenta os valores de eletronegatividade desses cinco elementos metálicos.

Elemento metálico Eletronegatividade
K 0,82
Ca 1,00
Mg 1,31
Zn 1,65
Fe 1,83

MICHALOVIC, M. Ancient Soil Chemists of the Amazon. ChemMatters, fev. 2009 (adaptado).

O cátion que resultará em uma interação de maior caráter iônico com o ânion carboxilato será aquele proveniente do elemento
potássio.
Resposta correta
B
cálcio.
C
magnésio.
D
zinco.
E
ferro.
Gabarito oficial: alternativa A

Resolução comentada

Para resolver essa questão, precisamos lembrar do conceito de eletronegatividade e como ela se relaciona com o caráter iônico de uma ligação química. A eletronegatividade é a tendência que um átomo tem de atrair elétrons para si em uma ligação.

O caráter iônico de uma ligação entre dois átomos é determinado pela diferença de eletronegatividade (ΔEN\Delta EN) entre eles. A regra é simples: quanto maior for essa diferença, mais polarizada será a ligação e, consequentemente, maior será o seu caráter iônico. Em termos práticos, uma ligação muito iônica ocorre quando um átomo "quer muito" ganhar elétrons e o outro "quer muito" doá-los.

O enunciado nos diz que a interação ocorre entre o oxigênio (OO) do grupo carboxilato e um cátion metálico (Mn+M^{n+}). A eletronegatividade do oxigênio é dada como 3,443,44. Para que a diferença de eletronegatividade seja a máxima possível, precisamos escolher o metal que tenha o menor valor de eletronegatividade na tabela fornecida.

Podemos calcular a diferença (ΔEN\Delta EN) para cada um dos metais listados subtraindo a eletronegatividade do metal da eletronegatividade do oxigênio:

  • Potássio (KK): ΔEN=3,440,82=2,62\Delta EN = 3,44 - 0,82 = 2,62
  • Cálcio (CaCa): ΔEN=3,441,00=2,44\Delta EN = 3,44 - 1,00 = 2,44
  • Magnésio (MgMg): ΔEN=3,441,31=2,13\Delta EN = 3,44 - 1,31 = 2,13
  • Zinco (ZnZn): ΔEN=3,441,65=1,79\Delta EN = 3,44 - 1,65 = 1,79
  • Ferro (FeFe): ΔEN=3,441,83=1,61\Delta EN = 3,44 - 1,83 = 1,61

Observando os resultados, fica claro que o potássio (KK) é o elemento que apresenta a maior diferença de eletronegatividade em relação ao oxigênio. Isso significa que o oxigênio atrai os elétrons da ligação com muito mais força do que o potássio consegue segurá-los, gerando a interação com o maior caráter iônico entre as opções apresentadas.

Ainda com dúvida nesta questão?

Crie sua conta gratuita e peça ao Darwin, o tutor de IA do Alvo, para explicar do seu jeito — e treine questões como esta na sua trilha adaptativa.

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