ENEM 2021 segunda aplicação
Um produto, obtido industrialmente da eletrólise de solução aquosa de cloreto de sódio, tem sido amplamente empregado na indústria, por exemplo, na fabricação de papéis, tecidos e sabões. Normalmente, esse produto é usado na desobstrução de encanamentos e sumidouros, pois é capaz de reagir com gorduras. No entanto, a sua manipulação exige cuidados, pois é altamente corrosivo, podendo, em contato com a pele, provocar vermelhidão, irritação ou “queimaduras” de tecidos vivos. Além disso, se o frasco do produto for abandonado aberto por um longo período de tempo, ele pode absorver CO2, convertendo-se em um sal.
Esse produto industrial é o
cloro molecular, Cl2.
ácido clorídrico, HCl.
ácido sulfúrico, H2SO4 .
hidróxido de sódio, NaOH.
carbonato de sódio, Na2CO3.
Resolução
Análise da Questão:
A questão descreve um produto industrial obtido pela eletrólise de solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl). Precisamos identificar esse produto com base nas propriedades e usos fornecidos.
Passo 1: Entender a Eletrólise da Solução Aquosa de NaCl
A eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio (também conhecida como processo cloro-álcali) envolve as seguintes reações principais:
- No cátodo (redução): A água é reduzida mais facilmente que os íons Na⁺. \( 2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq) \)
- No ânodo (oxidação): Os íons cloreto (Cl⁻) são oxidados. \( 2Cl^-(aq) \rightarrow Cl_2(g) + 2e^- \)
- Reação global: Somando as reações e incluindo os íons espectadores (Na⁺), obtemos: \( 2NaCl(aq) + 2H_2O(l) \xrightarrow{eletrólise} 2NaOH(aq) + H_2(g) + Cl_2(g) \)
Os produtos principais são, portanto, hidróxido de sódio (NaOH) em solução, gás hidrogênio (H₂) e gás cloro (Cl₂).
Passo 2: Analisar as Propriedades Descritas
O texto descreve as seguintes características do produto:
- Uso industrial: Fabricação de papéis, tecidos e sabões.
- Uso doméstico: Desobstrução de encanamentos e sumidouros (reage com gorduras).
- Propriedades físicas/químicas: Altamente corrosivo, causa irritação/"queimaduras" na pele.
- Reatividade: Absorve CO₂ do ar se deixado aberto, convertendo-se em um sal.
Passo 3: Avaliar os Produtos da Eletrólise em Relação às Propriedades
- H₂ (gás hidrogênio): É um gás inflamável, não corresponde às propriedades descritas (corrosivo, reage com gordura, reage com CO₂ para formar sal).
- Cl₂ (gás cloro): É um gás tóxico, amarelado, usado como alvejante e desinfetante, mas não é tipicamente usado para desentupir canos reagindo com gordura, nem reage com CO₂ da forma descrita. Corresponde à opção A.
- NaOH (hidróxido de sódio): É uma base forte, sólida à temperatura ambiente (geralmente vendida em escamas ou solução), altamente corrosiva ("soda cáustica").
- Uso industrial: Usado na produção de papel, têxteis e sabões (via saponificação de gorduras). Corresponde à descrição.
- Uso doméstico: Usado em desentupidores de pia, pois reage com gorduras (saponificação), quebrando-as em substâncias solúveis. Corresponde à descrição.
- Propriedades: Altamente corrosivo, causa queimaduras químicas na pele. Corresponde à descrição.
- Reatividade: Reage com o dióxido de carbono (CO₂, um óxido ácido) do ar para formar carbonato de sódio (Na₂CO₃), um sal. \( 2NaOH(aq) + CO_2(g) \rightarrow Na_2CO_3(aq) + H_2O(l) \). Corresponde à descrição.
O hidróxido de sódio (NaOH) se encaixa perfeitamente em todas as características descritas no enunciado.
Passo 4: Comparar com as Opções
- A (Cl₂): Incorreto. É um produto da eletrólise, mas não tem as propriedades descritas.
- B (HCl): Incorreto. Não é produto direto da eletrólise de NaCl(aq) e é um ácido, não uma base que reage com gorduras via saponificação.
- C (H₂SO₄): Incorreto. Não tem relação com a eletrólise de NaCl.
- D (NaOH): Correto. É um produto da eletrólise e corresponde a todas as propriedades descritas.
- E (Na₂CO₃): Incorreto. É o sal formado quando o NaOH reage com CO₂, não o produto principal da eletrólise com as características descritas inicialmente (especialmente a alta corrosividade e uso em saponificação para desentupir canos).
Conclusão:
O produto industrial descrito, obtido da eletrólise de solução aquosa de cloreto de sódio e com as propriedades mencionadas, é o hidróxido de sódio (NaOH).
Dicas
Erros Comuns
Revisão de Conceitos:
- Eletrólise Ígnea vs. Aquosa: Na eletrólise ígnea (substância pura fundida), apenas os íons da substância participam. Na eletrólise aquosa, a água também pode sofrer oxidação ou redução, competindo com os íons do soluto.
- Eletrólise Aquosa de NaCl: Devido aos potenciais de redução e oxidação, na eletrólise de NaCl(aq) concentrado, a água é reduzida no cátodo (produzindo H₂ e OH⁻) e os íons Cl⁻ são oxidados no ânodo (produzindo Cl₂). Os íons Na⁺ e OH⁻ permanecem na solução, formando NaOH.
- Hidróxido de Sódio (NaOH): Conhecido como soda cáustica, é uma base forte, muito solúvel em água, higroscópica (absorve umidade do ar) e deliquescente. É altamente corrosiva.
- Saponificação: Reação entre uma base forte (como NaOH) e um éster (como gorduras e óleos, que são triésteres de glicerol) para formar um sal de ácido graxo (sabão) e álcool (glicerol). Essa propriedade é usada na fabricação de sabão e em desentupidores de pia (quebra de gordura).
- Reação de Bases com CO₂: Bases fortes como NaOH reagem com óxidos ácidos como o CO₂ (presente no ar) para formar sal e água. No caso do NaOH, forma-se carbonato de sódio (Na₂CO₃). \( 2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O \).
Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam.
