Questão 112 do ENEM 2020 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos entender como manipular um equilíbrio químico para que a reação ocorra no sentido que desejamos. O nosso objetivo é fazer com que o cartão, que está rosa, volte a ficar azul em um curto intervalo de tempo.

Analisando a equação química fornecida:

$\text{CoCl}_2(s) + 6\text{H}_2\text{O}(g) \rightleftharpoons \text{CoCl}_2 \cdot 6\text{H}_2\text{O}(s)$

Sabemos que o $\text{CoCl}_2(s)$ é azul e o $\text{CoCl}_2 \cdot 6\text{H}_2\text{O}(s)$ é rosa. O enunciado também nos informa que a variação de entalpia dessa reação direta é menor que zero ($\Delta H < 0$).

O que significa $\Delta H < 0$? Isso indica que a reação no sentido direto (da esquerda para a direita, do azul para o rosa) é exotérmica, ou seja, ela libera calor. Podemos até reescrever a equação imaginando o calor como um dos "produtos" dessa reação:

$\text{CoCl}_2(s) + 6\text{H}_2\text{O}(g) \rightleftharpoons \text{CoCl}_2 \cdot 6\text{H}_2\text{O}(s) + \text{calor}$

Como queremos que o cartão volte a ser azul, precisamos forçar a reação a ocorrer no sentido inverso (da direita para a esquerda, do rosa para o azul). Se a reação direta libera calor, a reação inversa obrigatoriamente absorve calor, sendo, portanto, endotérmica.

É aqui que entra o Princípio de Le Chatelier. Esse princípio nos diz que, quando aplicamos uma perturbação a um sistema em equilíbrio, ele se desloca no sentido de minimizar essa perturbação.

Se aumentarmos a temperatura do sistema (fornecendo calor), o equilíbrio se deslocará no sentido de consumir esse calor extra. Ou seja, o aumento de temperatura sempre favorece o sentido da reação endotérmica.

No nosso caso, a reação endotérmica é justamente a reação inversa, que transforma o sal rosa de volta em sal azul. Portanto, a ação necessária para reutilizar o cartão rapidamente é aquecê-lo. Além disso, o aquecimento ajuda a evaporar a água ($\text{H}_2\text{O}$), removendo-a do sistema, o que também contribui para deslocar o equilíbrio para a esquerda.

Analisando as alternativas:

• A) Resfriaria no congelador: Incorreto. Diminuir a temperatura favorece a reação exotérmica (direta), deixando o cartão ainda mais rosa.
• B) Borrifaria com spray de água: Incorreto. Adicionar água (reagente) desloca o equilíbrio para a direita, formando mais produto rosa.
• C) Envolveria com papel alumínio: Incorreto. Isso apenas isolaria o cartão, sem alterar a temperatura ou a concentração de forma a reverter a cor rapidamente.
• D) Aqueceria com secador de cabelos: Correto. O secador fornece calor, aumentando a temperatura e favorecendo a reação inversa (endotérmica), o que faz o cartão voltar a ser azul.
• E) Embrulharia em guardanapo de papel: Incorreto. Embora o papel possa absorver umidade superficial, não é um método eficiente nem rápido para reverter o equilíbrio químico do sal hidratado.

Portanto, a melhor forma de proceder é aquecer o cartão com um secador de cabelos.