Questão 48 do ENEM 2014 — Ciências da Natureza

O material representa, por meio de um esquema com legenda de átomos (C, F, Cl e O), o mecanismo de destruição do ozônio pelos CFCs (clorofluorcarbonetos) na estratosfera, iniciado pela radiação solar (indicada por $h\nu$). Vamos acompanhar esse processo por etapas.

A fotólise do CFC

Tudo começa quando a radiação ultravioleta do Sol (representada por $h\nu$) atinge a molécula de CFC na estratosfera. Essa energia é suficiente para quebrar a ligação entre o carbono e o cloro, liberando um átomo de cloro livre ($Cl^\bullet$). Esse átomo é um radical livre — possui um elétron desemparelhado —, o que o torna extremamente reativo.

O ciclo de destruição do ozônio

Uma vez livre, o átomo de cloro inicia um ciclo destrutivo:

1. O radical de cloro ($Cl^\bullet$) ataca uma molécula de ozônio ($O_3$), retirando dela um átomo de oxigênio. Formam-se o radical monóxido de cloro ($ClO^\bullet$) e uma molécula de gás oxigênio ($O_2$). $Cl^\bullet + O_3 \rightarrow ClO^\bullet + O_2$

2. Em seguida, o monóxido de cloro ($ClO^\bullet$) encontra um átomo de oxigênio livre ($O$) na atmosfera. Eles reagem formando mais uma molécula de gás oxigênio ($O_2$) e, o mais importante, regenerando o átomo de cloro ($Cl^\bullet$). $ClO^\bullet + O \rightarrow Cl^\bullet + O_2$

O papel do cloro como catalisador

Somando as duas etapas, nota-se que o átomo de cloro entra no início da reação e sai intacto no final. Na química, uma espécie que participa da reação, cria um caminho alternativo mais rápido e não é consumida ao final é chamada de catalisador.

A reação global é, portanto, a conversão do ozônio em gás oxigênio: $O_3 + O \rightarrow 2O_2$

Como o cloro é regenerado, um único átomo pode destruir milhares de moléculas de ozônio antes de deixar a estratosfera.

Analisando as alternativas

• A) Incorreta. Os CFCs não clivam o ozônio diretamente. É a luz solar que cliva o CFC, gerando o radical de cloro que, este sim, atacará o ozônio.
• B) Correta. O mecanismo consiste na produção de oxigênio molecular ($O_2$) a partir do ozônio ($O_3$), em um processo catalisado por átomos de cloro.
• C) Incorreta. A reação do monóxido de cloro ($ClO^\bullet$) com átomos de oxigênio realmente ocorre (segunda etapa do ciclo), mas ela apenas regenera o catalisador — não descreve a consequência global da destruição do ozônio.
• D) Incorreta. Não há reação direta entre a molécula intacta de CFC e o ozônio.
• E) Incorreta. O processo não é uma reação de substituição (na qual o cloro tomaria o lugar de um oxigênio e ficaria preso na molécula), mas sim um ciclo catalítico de quebra.

Portanto, a destruição do ozônio decorre da conversão de $O_3$ em $O_2$, mediada pelo cloro — alternativa B.