Questão 71 — ENEM 2016 PPL

📋 Ficha da questão

• Matéria: Química → Química Orgânica → funções orgânicas, cadeias e isomeria geométrica
• Habilidade: H24 — utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas
• Nível: Difícil — são três critérios simultâneos, e cada distrator quebra exatamente um deles
• Gabarito: revelado no Passo 4

🔎 Passo 1 — Leitura estratégica do comando

• O comando, em uma linha: entre cinco fórmulas estruturais, qual mantém, ao mesmo tempo, a função orgânica, a cadeia normal e a isomeria geométrica do feromônio original.
• Palavras-chave decisivas: preservar, função orgânica, cadeia normal, isomeria geométrica original.
• A armadilha: procurar a molécula idêntica ao feromônio. O enunciado pede um derivado, algo que necessariamente será diferente em algum ponto. A diferença permitida é o tamanho da cadeia; as três propriedades listadas é que não podem mudar.
• O que a resposta precisa mostrar: que você lê uma fórmula em bastão e verifica três atributos independentes — o grupo funcional na ponta, a ausência de ramificação e a configuração de cada dupla.

📚 Passo 2 — Revisão do conteúdo

• Éster: função orgânica de fórmula geral R—CO—O—R′. Na fórmula em bastão, o traço característico é o oxigênio ligando dois carbonos, um deles carregando a carbonila. No feromônio do enunciado, a ponta direita é —CH₂—O—CO—CH₃, um acetato. Reconhecer o éster é reconhecer essa sequência O seguida de C=O.
• Cetona: função R—CO—R′, com a carbonila entre dois carbonos e sem oxigênio de ligação. Escrita condensada como —COCH₃ sem o O antes, é cetona, não éster. Uma única letra separa as duas funções na fórmula condensada, e é onde a questão apronta.
• Cadeia normal: cadeia sem ramificação, em que todo carbono se liga a no máximo dois outros carbonos. Um CH₃ pendurado no meio da estrutura já torna a cadeia ramificada.
• Isomeria geométrica (cis-trans ou Z-E): ocorre em duplas ligações cujos dois carbonos têm ligantes diferentes entre si. Como a dupla não gira, os grupos ficam travados do mesmo lado (cis) ou em lados opostos (trans). Na fórmula em bastão, a dupla cis aparece como um "U" — a cadeia entra e sai pelo mesmo lado, formando um degrau em forma de calha; a dupla trans aparece como um zigue-zague contínuo, com a cadeia seguindo em linhas paralelas defasadas.
• Feromônio sexual: substância liberada por um indivíduo que altera o comportamento reprodutivo de outro da mesma espécie. Na agricultura, é usado em armadilhas e na confusão sexual — daí o interesse industrial descrito no texto. A atividade biológica depende do reconhecimento pelo receptor do inseto, e é por isso que a geometria das duplas não pode mudar: uma dupla trans no lugar de uma cis muda o formato da molécula e ela deixa de encaixar.

🧭 Passo 3 — Decodificação do enunciado

• Evidência 1: a fórmula do feromônio → cadeia longa e sem ramificação terminando em —CH₂—O—CO—CH₃. Grupo funcional: éster (acetato).
• Evidência 2: a mesma fórmula, contando as duplas → três ligações duplas. Lendo da ponta metílica para a ponta do éster: a primeira em cis, a segunda em cis, a terceira em trans. Esse conjunto cis, cis, trans é a "assinatura" que precisa sobreviver.
• Evidência 3: "o potencial substituto deverá preservar as seguintes propriedades" → o verbo é preservar, não copiar. Tudo o que não estiver na lista pode variar.
• Evidência 4: "uma indústria agroquímica necessita sintetizar um derivado com maior eficácia" → espera-se uma molécula parecida, porém não igual. O caminho legítimo de variação, aqui, é o comprimento da cadeia carbônica.
• Síntese: monte uma lista de três verificações e passe cada alternativa por ela: éster na ponta? cadeia sem ramificação? cis, cis, trans na mesma ordem? Quatro fórmulas reprovam em pelo menos uma.

🧠 Passo 4 — Resolução passo a passo

4.1 — Fixar o padrão de referência

Do feromônio original, extraem-se os três critérios:

• função: éster, com a sequência —CH₂—O—CO—CH₃ na extremidade
• cadeia: normal, sem nenhum grupo lateral
• geometria: três duplas, na ordem cis, cis, trans, contadas a partir da extremidade oposta ao éster

4.2 — Aplicar o critério da função

Duas fórmulas terminam em —COCH₃, sem o oxigênio de ligação. Sem esse oxigênio entre a cadeia e a carbonila, o grupo deixa de ser éster: vira cetona. Uma terceira coloca o oxigênio ligado diretamente ao carbono da dupla, formando um éter de enol seguido de cetona — também não é éster. As três reprovam no primeiro critério.

4.3 — Aplicar o critério da cadeia

Entre as fórmulas que mantêm o éster, uma traz um grupo CH₃ pendurado no carbono vizinho ao —CH₂—O—. Um carbono ligado a três outros carbonos torna a cadeia ramificada. Reprova no segundo critério.

4.4 — Aplicar o critério da geometria

Entre as restantes, uma desenha a terceira dupla em cis, e não em trans: as três duplas ficam com o mesmo formato de "U". A molécula continua sendo éster de cadeia normal, mas mudou de isômero geométrico. Reprova no terceiro critério — e este é o distrator mais caro, porque exige olhar o desenho da dupla, não a fórmula.

4.5 — Verificação

Sobra uma única fórmula: éster acetato na ponta, cadeia sem ramificação, duplas em cis, cis, trans na mesma ordem do original. A diferença em relação ao feromônio é apenas um carbono a mais na extremidade metílica, o que alonga a cadeia sem tocar em nenhuma das três propriedades exigidas — precisamente o que se espera de um derivado. Gabarito: E.

✅❌ Passo 5 — Análise das alternativas

❌ (A) cadeia com as três duplas na ordem original, terminando em —CH₂—COCH₃ — Cadeia normal e geometria corretas, mas a extremidade perdeu o oxigênio de ligação. —CH₂—CO—CH₃ é uma cetona metílica, não um éster. Trocar a função é a alteração mais grave possível aqui, porque muda a polaridade, a reatividade e o reconhecimento pelo receptor do inseto. Distrator montado para quem lê COCH₃ e OCOCH₃ como a mesma coisa.

❌ (B) cadeia com um grupo metila lateral próximo ao éster — Mantém o éster e mantém a sequência cis, cis, trans, mas insere um CH₃ no carbono vizinho ao —CH₂—O—. Esse carbono passa a ligar-se a três outros carbonos, e a cadeia deixa de ser normal, tornando-se ramificada. Reprova no segundo dos três critérios, e só cai quem não olha a estrutura inteira depois de conferir a ponta.

❌ (C) cadeia normal, éster preservado, mas com as três duplas em cis — O distrator mais forte do item. Passa nos dois primeiros critérios sem problema: é éster e não tem ramificação. O que muda é a terceira dupla, desenhada com a cadeia entrando e saindo pelo mesmo lado — configuração cis, no lugar da trans do original. É outro isômero geométrico, com formato espacial diferente, e a atividade como feromônio se perde. Exige comparar desenho com desenho, ligação por ligação.

❌ (D) cadeia terminando em —CH=CH—O—CH₂—CO—CH₃ — Aqui o oxigênio aparece, mas no lugar errado: ligado diretamente ao carbono da dupla, formando um éter, e a carbonila fica isolada mais adiante, como cetona. Duas funções, e nenhuma delas é éster. De quebra, a posição da terceira dupla foi deslocada para junto do oxigênio. Falha em função e em geometria ao mesmo tempo.

✅ (E) cadeia normal um carbono mais longa, terminando em —CH₂—O—CO—CH₃, com duplas em cis, cis, trans — Único candidato aprovado nos três critérios. A extremidade é o mesmo acetato do original, portanto éster; não há nenhum grupo lateral, portanto cadeia normal; e as três duplas repetem a ordem cis, cis, trans, portanto a isomeria geométrica está preservada. A diferença em relação ao feromônio é apenas um CH₂ a mais na ponta metílica — variação de comprimento, que o enunciado nunca proibiu e que é justamente o que caracteriza um derivado.

Gabarito: E — é a única fórmula que mantém simultaneamente o grupo éster, a ausência de ramificação e a sequência cis, cis, trans das duplas, variando apenas no comprimento da cadeia.

🏁 Passo 6 — Generalização e dica de prova

• Por que só E se sustenta: A e D trocam a função, B ramifica a cadeia, C troca uma dupla trans por cis. Cada distrator quebra um critério diferente, e a alternativa correta é a única que sobrevive aos três.
• Como o ENEM cobra isso: o padrão é dar uma molécula-modelo, listar propriedades a preservar e pedir a estrutura equivalente. Já veio com feromônios, fármacos, aromatizantes e biodiesel. O trabalho é sempre o mesmo: transformar a lista de exigências em um roteiro de conferência.
• A regra geral: quando o enunciado lista N propriedades, trate-as como N filtros aplicados em sequência, do mais fácil de ver ao mais difícil. Função na extremidade é o filtro mais rápido; geometria das duplas é o mais lento, e por isso fica por último.
• Eliminação em 30 segundos: olhe só a ponta direita das cinco fórmulas e marque as que não têm o O entre a cadeia e a carbonila. Duas ou três caem de imediato. Depois varra o corpo da cadeia procurando traço pendurado, e só então compare os "U" das duplas.
• Temas que costumam vir junto: reconhecimento de funções oxigenadas (éster, éter, cetona, aldeído, ácido carboxílico), nomenclatura de cadeias ramificadas, isomeria cis-trans e sua relação com ponto de fusão, e controle biológico de pragas.