O esquema representa o ciclo do nitrogênio:
clear
ENEM 2022
A chuva ácida interfere no ciclo do nitrogênio, principalmente, por proporcionar uma diminuição do pH do solo e da atmosfera, alterando a concentração dos compostos presentes nesse ciclo.
Disponível em: http://scienceprojectideasforkids.com. Acesso em: 6 ago. 2012 (adaptado).
Em um solo de menor pH, será favorecida a formação de:
a
N2
b
NH3
c
NH4+
d
NO2-
e
NO3-
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Resposta
C
Tempo médio
51 s
Resolução
A questão aborda o ciclo do nitrogênio e como a chuva ácida, ao diminuir o pH do solo, interfere nesse ciclo. Precisamos determinar qual composto nitrogenado terá sua formação favorecida em um solo com pH mais baixo (mais ácido).
- Entender o efeito do pH: Um pH menor significa que o solo está mais ácido, ou seja, há uma maior concentração de íons hidrogênio (H⁺).
- Analisar o ciclo do nitrogênio: O diagrama mostra que no processo de amonificação, realizado por decompositores, a matéria orgânica nitrogenada é convertida em amônia (\(NH_3\)) e íon amônio (\(NH_4^+\)).
- Relacionar pH com Amônia/Amônio: A amônia (\(NH_3\)) é uma base fraca e o íon amônio (\(NH_4^+\)) é seu ácido conjugado. Eles existem em equilíbrio no solo, regido pela seguinte reação:
\[ NH_3 + H^+ \rightleftharpoons NH_4^+ \] - Aplicar o Princípio de Le Chatelier (ou raciocínio ácido-base): Em um solo com menor pH, a concentração de H⁺ é maior. De acordo com o princípio de Le Chatelier, um aumento na concentração de um reagente (neste caso, H⁺) desloca o equilíbrio no sentido de consumir esse reagente, ou seja, para a direita.
- Conclusão: O aumento da concentração de H⁺ (devido ao menor pH) reage com a amônia (\(NH_3\)), formando mais íon amônio (\(NH_4^+\)). Portanto, em um solo de menor pH, a formação de \(NH_4^+\) será favorecida.
As outras opções representam outros compostos do ciclo: \(N_2\) (nitrogênio gasoso), \(NO_2^-\) (nitrito) e \(NO_3^-\) (nitrato). Embora a atividade das bactérias envolvidas na fixação de \(N_2\), nitrificação (formação de \(NO_2^-\) e \(NO_3^-\)) e desnitrificação (formação de \(N_2\)) seja afetada pelo pH, o efeito químico direto e mais significativo do aumento de H⁺ é no equilíbrio \(NH_3\) / \(NH_4^+\), favorecendo a forma protonada (\(NH_4^+\)).
Dicas
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Lembre-se da definição de pH: pH baixo significa alta concentração de íons H⁺.
Considere a natureza química da amônia (\(NH_3\)). Ela atua como base ou ácido em água?
Pense na reação de equilíbrio entre a amônia (\(NH_3\)) e o íon amônio (\(NH_4^+\)) em presença de íons H⁺.
Erros Comuns
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Confundir o efeito direto do pH no equilíbrio químico \(NH_3\)/\(NH_4^+\) com o efeito do pH na atividade das bactérias do ciclo do nitrogênio.
Achar que, por ser ácido, o solo favoreceria a formação de \(NH_3\) (base), esquecendo que a base reage com o ácido.
Não saber que \(NH_3\) é uma base e \(NH_4^+\) seu ácido conjugado.
Pensar que a chuva ácida, contendo \(HNO_3\) (derivado de NOx), aumentaria diretamente a quantidade de \(NO_3^-\) no solo, ignorando a pergunta sobre qual *formação* é favorecida pela *diminuição do pH* em si.
Interpretar incorretamente o diagrama do ciclo do nitrogênio.
Revisão
Revisão de Conceitos Essenciais
- Ciclo do Nitrogênio: Processo biogeoquímico que descreve as transformações do nitrogênio na natureza, envolvendo etapas como fixação (\(N_2 \rightarrow NH_3/NH_4^+\)), amonificação (matéria orgânica \(\rightarrow NH_3/NH_4^+\)), nitrificação (\(NH_3/NH_4^+ \rightarrow NO_2^- \rightarrow NO_3^-\)) e desnitrificação (\(NO_3^- \rightarrow N_2\)).
- pH e Acidez: O pH mede a acidez ou basicidade de uma solução. pH < 7 indica acidez (maior concentração de H⁺), pH = 7 indica neutralidade, e pH > 7 indica basicidade (menor concentração de H⁺).
- Equilíbrio Ácido-Base: A amônia (\(NH_3\)) é uma base que pode aceitar um próton (H⁺) para formar seu ácido conjugado, o íon amônio (\(NH_4^+\)). O equilíbrio entre eles (\(NH_3 + H^+ \rightleftharpoons NH_4^+\)) é dependente do pH do meio.
- Chuva Ácida: Precipitação com pH abaixo do normal (geralmente < 5,6), causada principalmente pela emissão de óxidos de enxofre (SOx) e nitrogênio (NOx) na atmosfera, que reagem com a água formando ácidos (como \(H_2SO_4\) e \(HNO_3\)). Afeta o pH do solo e da água.
18%
Taxa de acerto
Habilidade
Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo energia para a vida, ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar alterações nesses processos.
Porcentagem de alternativa escolhida por nota TRI
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