FUVEST 2019
O processo de acidificação dos oceanos, decorrente das mudanças climáticas globais, afeta diretamente as colônias de corais, influenciando na formação de recifes. Assinale a alternativa que completa corretamente a explicação para esse fenômeno.
O dióxido de carbono dissolvido no oceano
gera menor quantidade de íons de hidrogênio, o que diminui o pH da água, liberando maior quantidade de íons cálcio, que, por sua vez, se ligam aos carbonatos, aumentando o tamanho dos recifes.
é absorvido pelo fitoplâncton, entrando no processo fotossintético, e o oxigênio liberado permanece na água do mar, oxidando e matando os recifes de coral.
leva à formação de ácido carbônico, que, dissociado, gera, ao final, íons de hidrogênio e de carbonato, que se ligam, impedindo a formação do carbonato de cálcio que compõe os recifes de coral.
é absorvido pelo fitoplâncton, entrando no processo fotossintético, e o oxigênio liberado torna a água do mar mais oxigenada, aumentando a atividade dos corais e o tamanho de seus recifes.
reage com a água, produzindo ácido carbônico, que permanece no oceano e corrói os recifes de coral, que são formados por carbonato de cálcio.
Resolução
A questão aborda o fenômeno da acidificação dos oceanos e seu impacto nos recifes de coral, um tema crucial em ecologia e ciências ambientais. Para resolvê-la, é necessário compreender as reações químicas que ocorrem quando o dióxido de carbono (CO₂) se dissolve na água do mar e como isso afeta os organismos calcificadores, como os corais.
Entendendo a Acidificação dos Oceanos:
- Quando o CO₂ atmosférico aumenta, uma maior quantidade desse gás se dissolve nos oceanos.
- O CO₂ dissolvido reage com a água (H₂O) para formar ácido carbônico (H₂CO₃):
\( \text{CO}_2 \text{(aq)} + \text{H}_2\text{O (l)} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 \text{(aq)} \) - O ácido carbônico é um ácido fraco que se dissocia em íons hidrogênio (H⁺) e íons bicarbonato (HCO₃⁻):
\( \text{H}_2\text{CO}_3 \text{(aq)} \rightleftharpoons \text{H}^+ \text{(aq)} + \text{HCO}_3^- \text{(aq)} \) - Os íons bicarbonato podem se dissociar ainda mais, liberando mais íons H⁺ e íons carbonato (CO₃²⁻):
\( \text{HCO}_3^- \text{(aq)} \rightleftharpoons \text{H}^+ \text{(aq)} + \text{CO}_3^{2-} \text{(aq)} \)
O aumento da concentração de íons H⁺ torna a água do mar mais ácida, o que significa uma diminuição do pH.
Impacto nos Corais:
Os corais constroem seus esqueletos de carbonato de cálcio (CaCO₃) a partir de íons cálcio (Ca²⁺) e íons carbonato (CO₃²⁻) dissolvidos na água do mar:
\( \text{Ca}^{2+} \text{(aq)} + \text{CO}_3^{2-} \text{(aq)} \rightarrow \text{CaCO}_3 \text{(s)} \)
A acidificação dos oceanos afeta os corais de duas maneiras principais:
- Redução da disponibilidade de íons carbonato: O aumento de íons H⁺ (devido à dissolução de CO₂) faz com que estes reajam com os íons carbonato (CO₃²⁻) para formar bicarbonato (HCO₃⁻):
\( \text{H}^+ \text{(aq)} + \text{CO}_3^{2-} \text{(aq)} \rightleftharpoons \text{HCO}_3^- \text{(aq)} \)
Isso diminui a concentração de íons carbonato disponíveis na água do mar, dificultando a formação dos esqueletos de CaCO₃ pelos corais (processo de calcificação). - Corrosão dos esqueletos existentes: Em águas mais ácidas, o carbonato de cálcio dos esqueletos dos corais pode começar a se dissolver. O ácido carbônico ou os íons H⁺ podem reagir diretamente com o CaCO₃:
\( \text{CaCO}_3 \text{(s)} + \text{H}_2\text{CO}_3 \text{(aq)} \rightarrow \text{Ca}^{2+} \text{(aq)} + 2\text{HCO}_3^- \text{(aq)} \)
Ou:
\( \text{CaCO}_3 \text{(s)} + 2\text{H}^+ \text{(aq)} \rightarrow \text{Ca}^{2+} \text{(aq)} + \text{H}_2\text{O (l)} + \text{CO}_2 \text{(g)} \)
Esse processo é uma forma de corrosão química.
Análise da Alternativa Correta (E):
A alternativa E afirma: "reage com a água, produzindo ácido carbônico, que permanece no oceano e corrói os recifes de coral, que são formados por carbonato de cálcio."
- "reage com a água, produzindo ácido carbônico": Correto, conforme a reação \( \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 \).
- "que permanece no oceano": Correto, o ácido carbônico e seus produtos de dissociação ficam na água do mar.
- "e corrói os recifes de coral, que são formados por carbonato de cálcio": Correto. A acidificação leva à dissolução (corrosão) do CaCO₃, material que compõe os recifes.
Esta alternativa descreve de forma precisa e direta um dos impactos significativos da acidificação dos oceanos nos corais.
Dicas
Erros Comuns
Para resolver esta questão, é fundamental revisar os seguintes conceitos:
- Acidificação dos Oceanos: Processo de diminuição do pH dos oceanos, causado principalmente pela absorção de dióxido de carbono (CO₂) da atmosfera.
- Química do Carbono na Água: O CO₂ dissolvido na água forma ácido carbônico (H₂CO₃), que se dissocia em íons hidrogênio (H⁺), bicarbonato (HCO₃⁻) e carbonato (CO₃²⁻). O aumento de CO₂ leva a um aumento de H⁺.
- pH e Acidez: O pH é uma medida da acidez ou alcalinidade de uma solução. Um pH menor indica maior acidez (maior concentração de H⁺).
- Corais e Calcificação: Organismos marinhos, como os corais, constroem esqueletos duros de carbonato de cálcio (CaCO₃) através de um processo chamado calcificação, utilizando íons cálcio (Ca²⁺) e carbonato (CO₃²⁻) da água do mar.
- Reação de Ácidos com Carbonatos: Ácidos reagem com carbonatos, como o carbonato de cálcio, causando sua dissolução. Por exemplo, \( \text{CaCO}_3 + 2\text{H}^+ \rightarrow \text{Ca}^{2+} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \).
