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ENEM 2021 segunda aplicação
O ácido sulfúrico (H2SO4) é um dos ácidos mais utilizados em indústrias e em laboratórios. O resíduo ácido gerado pelo seu uso pode provocar sérios danos ao meio ambiente. Em um laboratório, gerou-se uma grande quantidade de resíduo ácido a partir do ácido sulfúrico, o qual necessita ser neutralizado para o seu descarte. O técnico desse laboratório tem à sua disposição cinco substâncias: CaO, K2SO4 NaHSO4, CH3CH2OH e C5H9CONH2.
Qual dessas substâncias é a adequada para realizar esse tratamento?
a
CaO
b
K2SO4
c
NaHSO4
d
CH3CH2OH
e
C5H9CONH2
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Resposta
A
Tempo médio
48 s
Resolução
A questão pede para identificar qual das substâncias fornecidas é adequada para neutralizar um resíduo ácido de ácido sulfúrico (\(H_2SO_4\)). Neutralizar um ácido significa reagir com uma substância de caráter básico.
Vamos analisar cada uma das opções:
- \(H_2SO_4\) (Ácido Sulfúrico): É um ácido forte, a substância que precisa ser neutralizada.
- A) \(CaO\) (Óxido de Cálcio): É um óxido básico. Óxidos de metais alcalinos e alcalinoterrosos (como o cálcio) reagem com água formando bases (\(CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2\)) ou reagem diretamente com ácidos para formar sal e água. A reação de neutralização com ácido sulfúrico é:
\[ CaO_{(s)} + H_2SO_{4(aq)} \rightarrow CaSO_{4(aq)} + H_2O_{(l)} \]
Portanto, o \(CaO\) é uma base adequada para neutralizar o ácido sulfúrico. - B) \(K_2SO_4\) (Sulfato de Potássio): É um sal neutro, formado pela reação de uma base forte (\(KOH\)) com um ácido forte (\(H_2SO_4\)). Sais neutros não reagem significativamente com ácidos ou bases e, portanto, não neutralizam o \(H_2SO_4\).
- C) \(NaHSO_4\) (Bissulfato de Sódio ou Hidrogenossulfato de Sódio): É um sal ácido. Ele contém o íon \(HSO_4^-\) que ainda pode doar um próton (\(H^+\)), conferindo caráter ácido à solução. Portanto, não pode neutralizar o ácido sulfúrico; na verdade, ele também é ácido.
- D) \(CH_3CH_2OH\) (Etanol): É um álcool. Álcoois são compostos orgânicos geralmente considerados neutros em termos de acidez/basicidade em solução aquosa para fins de neutralização como esta. Não reagem como base para neutralizar ácidos fortes.
- E) \(C_5H_9CONH_2\) (uma Amida, por exemplo, Ciclopentanocarboxamida): É uma amida. Amidas possuem um par de elétrons livres no nitrogênio, o que lhes confere um caráter básico extremamente fraco (mais fraco que a água). Não são eficazes nem comumente usadas para neutralizar ácidos fortes em processos de tratamento de resíduos.
Dentre as opções apresentadas, a única substância com caráter básico suficiente para neutralizar eficientemente o ácido sulfúrico é o óxido de cálcio (\(CaO\)).
Portanto, a substância adequada para realizar o tratamento é o \(CaO\).
Dicas
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A neutralização de um ácido requer uma substância com propriedades básicas.
Analise a natureza química de cada opção: é um óxido? Um sal? Um composto orgânico neutro?
Lembre-se de como os óxidos metálicos reagem com ácidos.
Erros Comuns
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Não reconhecer o \(CaO\) como um óxido básico capaz de neutralizar ácidos.
Confundir o sal neutro \(K_2SO_4\) com uma base.
Achar que o sal ácido \(NaHSO_4\) pode neutralizar um ácido, sem perceber que ele próprio tem caráter ácido.
Assumir que qualquer composto contendo oxigênio ou nitrogênio (como etanol ou amida) pode atuar como base forte.
Não saber classificar as substâncias quanto à sua função química (óxido, sal, álcool, amida) e seu caráter ácido-base.
Revisão
Revisão de Conceitos
- Ácidos: Substâncias que, em solução aquosa, liberam íons \(H^+\) (Arrhenius) ou doam prótons (Brønsted-Lowry). Ex: \(H_2SO_4\).
- Bases: Substâncias que, em solução aquosa, liberam íons \(OH^-\) (Arrhenius) ou aceitam prótons (Brønsted-Lowry). Ex: \(NaOH\), \(Ca(OH)_2\).
- Neutralização: Reação entre um ácido e uma base, geralmente formando sal e água. O objetivo é consumir o ácido (ou a base).
- Óxidos Básicos: Óxidos metálicos (principalmente de metais alcalinos e alcalinoterrosos) que reagem com água para formar bases ou reagem diretamente com ácidos para formar sal e água. Ex: \(CaO\), \(Na_2O\).
- Sais: Compostos iônicos formados na reação de um ácido com uma base. Podem ser neutros (ex: \(K_2SO_4\)), ácidos (ex: \(NaHSO_4\)) ou básicos (ex: \(Na_2CO_3\)), dependendo da força do ácido e da base que os originaram.
- Álcoois: Compostos orgânicos com grupo hidroxila (\(-OH\)) ligado a carbono saturado. Geralmente neutros. Ex: \(CH_3CH_2OH\) (Etanol).
- Amidas: Compostos orgânicos com grupo funcional \(-CONH_2\), \(-CONHR\) ou \(-CONR_2\). São bases muito fracas. Ex: \(C_5H_9CONH_2\).
16%
Taxa de acerto
5.7
Média de pontos TRI
Habilidade
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Porcentagem de alternativa escolhida por nota TRI
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