Questão 103 do ENEM 2020 — Ciências da Natureza

Antes de escolher a resposta, vale relembrar o que realmente acontece quando uma substância se dissolve em outra e quais forças estão em jogo nesse processo.

O princípio da solubilidade

O enunciado retoma uma regra clássica da química: "semelhante dissolve semelhante". Substâncias polares tendem a se dissolver bem em solventes polares, e substâncias apolares em solventes apolares. Essa "semelhança" está diretamente ligada ao tipo de força intermolecular que soluto e solvente conseguem estabelecer entre si.

A água como solvente polar

A molécula de água ($H_2O$) é altamente polar: possui um oxigênio muito eletronegativo ligado a dois hidrogênios. Sempre que temos hidrogênio ligado diretamente a um dos três elementos mais eletronegativos — Flúor ($F$), Oxigênio ($O$) ou Nitrogênio ($N$) — a molécula é capaz de realizar um tipo forte de interação intermolecular chamado ligação de hidrogênio (antes chamada de ponte de hidrogênio).

O açúcar (sacarose)

A sacarose é uma molécula orgânica grande e rica em grupos hidroxila ($-OH$). O que importa para a solubilidade é justamente essa característica: assim como na água, cada grupo $-OH$ traz um hidrogênio ligado diretamente a um oxigênio. Isso torna a sacarose uma molécula bastante polar e, mais importante, capaz de formar ligações de hidrogênio.

A interação soluto-solvente

Quando o açúcar é adicionado à água, as moléculas de água se aproximam das moléculas de sacarose. Como ambas têm grupos $-OH$, elas interagem fortemente: os oxigênios da água atraem os hidrogênios das hidroxilas do açúcar, e os hidrogênios da água são atraídos pelos oxigênios do açúcar. É a formação dessas novas ligações de hidrogênio entre soluto e solvente que permite ao açúcar se dissolver em grandes quantidades.

Analisando por que as demais opções não servem:

• A) ligações iônicas: o açúcar é um composto molecular (covalente); não possui íons em sua estrutura, então não há ligação iônica a formar.
• B) ligações covalentes: a dissolução é um fenômeno físico. As ligações covalentes unem os átomos dentro de cada molécula e permanecem intactas; o que ocorre é interação entre moléculas.
• C) interações íon-dipolo: exigiria a presença de íons. O açúcar não se dissocia em íons — essa interação é típica da dissolução de um sal, como o $NaCl$.
• E) interações hidrofóbicas: explicariam o comportamento do óleo, apolar, que não se dissolve. O açúcar é hidrofílico, o oposto disso.

Portanto, a dissolução do açúcar na água ocorre predominantemente pela formação de ligações de hidrogênio, o que confirma a alternativa D.