Questão 115 do ENEM 2021 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos agir como detetives químicos e usar as pistas dadas no enunciado para descobrir a identidade dos dois óxidos formados e, consequentemente, da substância original.

O enunciado nos diz que a decomposição térmica da substância principal dos sambaquis gera dois óxidos: um sólido e um gasoso. Além disso, ele nos fornece as reações desses óxidos com a água.

Vamos analisar a primeira pista: a reação do óxido sólido com a água resulta em hidróxido de cálcio, $\text{Ca(OH)}_2$. Sabemos que óxidos básicos reagem com água para formar bases. A equação que descreve essa formação é: $\text{Óxido Sólido} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2$ Para que o produto seja o $\text{Ca(OH)}_2$, o óxido que reagiu com a água deve conter o cátion cálcio ($\text{Ca}^{2+}$). Portanto, o óxido sólido é o óxido de cálcio ($\text{CaO}$), popularmente conhecido como cal viva.

Agora, vamos à segunda pista: a reação do óxido gasoso com a água resulta em ácido carbônico, $\text{H}_2\text{CO}_3$. Óxidos ácidos (ou anidridos) reagem com água para formar ácidos. A equação é: $\text{Óxido Gasoso} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{CO}_3$ Retirando os átomos de uma molécula de água ($\text{H}_2\text{O}$) da fórmula do ácido carbônico ($\text{H}_2\text{CO}_3$), descobrimos que o óxido gasoso é o dióxido de carbono ($\text{CO}_2$).

Com a identidade dos dois óxidos revelada, podemos reconstruir a substância original. O enunciado afirma que a decomposição térmica dessa substância resulta apenas nesses dois compostos. Logo, a reação de decomposição é: $\text{Substância} \xrightarrow{\Delta} \text{CaO}_{(s)} + \text{CO}_{2(g)}$

Pela Lei de Conservação das Massas (Lei de Lavoisier), a quantidade de átomos de cada elemento nos reagentes deve ser igual à dos produtos. Somando os átomos dos produtos, temos:

• $1$ átomo de Cálcio ($\text{Ca}$)
• $1$ átomo de Carbono ($\text{C}$)
• $1 + 2 = 3$ átomos de Oxigênio ($\text{O}$)

Juntando tudo, chegamos à fórmula $\text{CaCO}_3$, que é o carbonato de cálcio. Isso faz todo o sentido com o contexto da questão, já que as conchas de moluscos (que formam os sambaquis) são compostas majoritariamente por carbonato de cálcio.

Portanto, a fórmula da principal substância encontrada nesses sítios arqueológicos é o $\text{CaCO}_3$.