Questão do ENEM 2020

Ciências da Natureza · habilidade 27Reaplicação · Caderno Azul · Questão 134

A presença de substâncias ricas em enxofre, como a pirita ( $\mathrm{FeS_2}$ ), em áreas de mineração, provoca um dos mais preocupantes impactos causados pela exploração dos recursos naturais da crosta terrestre. Em contato com o oxigênio atmosférico, o sulfeto sofre oxidação em diversas etapas até formar uma solução aquosa conhecida como drenagem ácida de minas, de acordo com a equação química descrita.

$\mathrm{4\,FeS_2\,(s) + 15\,O_2\,(g) + 2\,H_2O\,(l) \rightarrow 2\,Fe_2(SO_4)_3\,(aq) + 2\,H_2SO_4\,(aq)}$

Um dos processos de intervenção nesse problema envolve a reação do resíduo ácido com uma substância básica, de baixa solubilidade em meio aquoso, e sem a geração de subprodutos danosos ao meio ambiente.

FIGUEIREDO, B. R. Minérios e ambientes. Campinas: Unicamp, 2000.

Esse processo de intervenção é representado pela equação química:

Alternativa A: $\mathrm{Ca\,(s) + 2\,H_2O\,(l) \rightarrow Ca(OH)_2\,(aq) + H_2\,(g)}$ .
Justificativa
Esta alternativa está errada. O cálcio metálico não é uma substância básica pouco solúvel, e a equação nem envolve o resíduo ácido: mostra apenas o metal reagindo com a água. Além disso, libera gás hidrogênio, inflamável, o que contraria a exigência de não gerar subprodutos danosos. Quem a escolhe associa o hidróxido de cálcio formado à neutralização, mas a reação descrita não trata o ácido da drenagem.
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Alternativa B: $\mathrm{CaO\,(s) + H_2SO_4\,(aq) \rightarrow CaSO_4\,(aq) + H_2O\,(l)}$ . gabarito
Justificativa
Esta alternativa está correta. O texto pede uma reação do resíduo ácido, o $\mathrm{H_2SO_4}$ da drenagem, com uma substância básica pouco solúvel em água e sem subprodutos danosos. O óxido de cálcio, $\mathrm{CaO}$ , é um óxido básico sólido que neutraliza o ácido sulfúrico, formando sulfato de cálcio e água. Nenhum dos produtos é tóxico nem gás poluente: o sulfato de cálcio é o sal do gesso e a água é inofensiva. Por isso essa equação representa a intervenção descrita.
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Alternativa C: $\mathrm{CaCO_3\,(s) + H_2SO_4\,(aq) \rightarrow CaSO_4\,(aq) + H_2O\,(l) + CO_2\,(g)}$ .
Justificativa
Esta alternativa está errada. O carbonato de cálcio é um sal de caráter básico, pouco solúvel, e neutraliza o ácido sulfúrico, por isso a equação parece adequada. Porém a reação libera $\mathrm{CO_2}$ , gás de efeito estufa, e o texto exige que a intervenção não gere subprodutos danosos ao ambiente. Quem a escolhe olha só para a neutralização e esquece essa condição.
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Alternativa D: $\mathrm{CaSO_4\,(s) + H_2SO_4\,(aq) \rightarrow Ca^{2+}\,(aq) + 2\,H^{+}\,(aq) + 2\,SO_4^{2-}\,(aq)}$ .
Justificativa
Esta alternativa está errada. O sulfato de cálcio é um sal, justamente o produto da neutralização do ácido sulfúrico, e não uma substância básica. A equação mostra apenas o sal se dissolvendo em meio ácido, sem consumir os íons $\mathrm{H^+}$ , que continuam entre os produtos: o meio permanece ácido. Quem a escolhe se deixa levar pela presença do cálcio e do sulfato, comuns às equações de tratamento.
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Alternativa E: $\mathrm{Ca(HCO_3)_2\,(s) + 2\,H_2O\,(l) \rightarrow Ca(OH)_2\,(aq) + 2\,H_2O\,(l) + 2\,CO_2\,(g)}$ .
Justificativa
Esta alternativa está errada. A equação não envolve o resíduo ácido: mostra o bicarbonato de cálcio reagindo com água, sem neutralizar o $\mathrm{H_2SO_4}$ da drenagem. Além disso, libera $\mathrm{CO_2}$ , um subproduto que o texto quer evitar. Quem a escolhe vê o hidróxido de cálcio formado e o associa à correção da acidez, mas a reação apresentada não é a intervenção pedida.
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Fonte e auditoria

Código INEP: 30673
Código da prova: 637
Arquivo do PDF: ENEM_2020_P2_CAD_07_DIA_2_AZUL.pdf