Questão 81 — ENEM 2016 PPL

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Poluição atmosférica, óxidos de enxofre e chuva ácida
• ⚡ Nível: Médio — exige conectar uma etapa industrial (processo Claus) a uma consequência ambiental da combustão, sem que o texto entregue a resposta de forma explícita
• 🎯 Tema/Habilidade: Impactos ambientais de processos químicos industriais e da combustão de combustíveis fósseis (competência de área de Ciências da Natureza sobre tecnologias e qualidade ambiental)
• 🏆 Gabarito: D — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual gás deixa de ser emitido em grande quantidade na queima do diesel porque o enxofre foi retirado antes, pelo processo Claus?"
• Palavras-chave decisivas: enxofre, remoção antes da combustão, gases minimizados
• Armadilha típica: associar "combustão" automaticamente a CO₂ e efeito estufa (alternativa E), ignorando que o texto fala especificamente de enxofre, não de carbono
• O que a resposta precisa demonstrar: que o candidato entende qual poluente é gerado especificamente pela queima de compostos de enxofre e qual dano ambiental esse poluente causa

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Processo Claus: rota de dessulfurização em que o H₂S é parcialmente oxidado a SO₂, que então reage com o H₂S restante formando enxofre elementar sólido (S₈), removido do combustível antes da queima.
• Combustão e enxofre residual: o enxofre não removido do diesel, ao ser queimado, se oxida formando óxidos de enxofre gasosos, principalmente SO₂ e, em menor grau, SO₃.
• Chuva ácida: SO₂ e SO₃ lançados na atmosfera reagem com vapor d'água, formando H₂SO₃ e H₂SO₄, que precipitam com a chuva, reduzindo seu pH e causando acidificação de solos, rios e corrosão de estruturas.
• Diferença entre poluentes: é preciso distinguir os gases ligados ao enxofre (SOₓ → chuva ácida) dos ligados ao nitrogênio (NOₓ), ao carbono incompleto (CO) e aos gases de efeito estufa (CO₂, CH₄, N₂O) — cada família tem origem e consequência ambiental diferentes.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "consiste na oxidação do enxofre presente na forma de sulfeto de hidrogênio (H₂S) a enxofre elementar (sólido) que é posteriormente removido" → o objetivo do processo Claus é retirar fisicamente o enxofre do combustível antes que ele chegue ao motor.
• Evidência 2: "Os compostos de enxofre remanescentes [...] sofrerão combustão no motor" → o texto avisa que, se sobrar enxofre, ele vai reagir com O₂ durante a queima, formando óxidos de enxofre gasosos.
• Síntese: como o processo Claus reduz drasticamente a quantidade de enxofre que chega ao motor, a quantidade de SOₓ liberada na combustão também é minimizada — e é justamente o SOₓ o principal responsável pela acidificação da chuva.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar o que o processo Claus efetivamente remove

O texto deixa claro que o alvo do processo é o enxofre (via H₂S), convertido em enxofre elementar sólido e extraído do diesel. Logo, o benefício ambiental da técnica precisa estar diretamente ligado ao destino do enxofre na combustão, e não a qualquer outro elemento do combustível (carbono, nitrogênio do ar admitido no motor etc.).

Subpasso 4.2 — Prever o que aconteceria sem a dessulfurização

Sem o processo Claus, o enxofre presente no diesel seria queimado junto com os hidrocarbonetos no motor. A reação de combustão do enxofre é:

S + O₂ → SO₂

Em condições de excesso de oxigênio e temperatura elevada, parte do SO₂ ainda pode se oxidar a SO₃. Esses óxidos de enxofre (SOₓ), lançados na atmosfera pelo escapamento, reagem com a água presente no ar:

SO₂ + H₂O → H₂SO₃

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Esses ácidos retornam à superfície dissolvidos nas gotas de chuva, tornando-a mais ácida — o fenômeno conhecido como chuva ácida, que agride solos, corpos d'água, plantações e construções.

Subpasso 4.3 — Verificação

Ao remover o enxofre antes da queima (processo Claus), a quantidade de SOₓ formada na combustão do diesel cai drasticamente. Isso significa menos SO₂/SO₃ liberados, e consequentemente menos formação de ácido sulfuroso/sulfúrico na atmosfera. O benefício ambiental do processo é, portanto, minimizar a emissão de gases promotores da acidificação da chuva — o que corresponde exatamente à alternativa D.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) formadores de hidrocarbonetos.

❌ Incorreta: hidrocarbonetos são os próprios componentes combustíveis do diesel (moléculas de carbono e hidrogênio), não um produto gasoso "formado" pela remoção de enxofre. O processo Claus atua sobre o enxofre, e não interfere na cadeia carbônica dos hidrocarbonetos do óleo diesel.

B) produtores de óxidos de nitrogênio.

❌ Incorreta: os óxidos de nitrogênio (NOₓ) resultam da reação entre o nitrogênio e o oxigênio do próprio ar admitido no motor, em temperaturas altas de combustão (NOₓ térmico). Essa formação depende das condições de queima do ar comburente, não da presença ou ausência de enxofre no combustível — o processo Claus não interfere nesse mecanismo.

C) emissores de monóxido de carbono.

❌ Incorreta: o monóxido de carbono (CO) é gerado por combustão incompleta dos hidrocarbonetos do combustível, quando falta oxigênio suficiente para oxidar todo o carbono a CO₂. Esse fenômeno está ligado à eficiência da queima do carbono, não à presença de enxofre, que é removido pelo Claus.

D) promotores da acidificação da chuva.

✅ Correta: o enxofre removido pelo processo Claus é exatamente o precursor dos óxidos de enxofre (SO₂ e SO₃) que, ao entrarem em contato com a umidade atmosférica, formam ácidos e acidificam a chuva. Ao extrair o enxofre antes da combustão, o processo minimiza diretamente a emissão desses gases ácidos.

E) determinantes para o aumento do efeito estufa.

❌ Incorreta: os principais gases de efeito estufa são CO₂, CH₄, N₂O e vapor d'água, associados ao acúmulo de carbono e outros gases que retêm radiação infravermelha. Os óxidos de enxofre não são classificados como gases de efeito estufa; pelo contrário, aerossóis de sulfato formados na atmosfera tendem a refletir radiação solar, tendo efeito de resfriamento, e não de aquecimento.

🏆 Gabarito: D — o processo Claus remove o enxofre do diesel antes da combustão, reduzindo a formação de óxidos de enxofre (SO₂/SO₃) que, na atmosfera, originam ácidos responsáveis pela chuva ácida.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: entre os cinco poluentes citados, só os óxidos de enxofre têm origem ligada ao elemento que o Claus remove, e só eles causam acidificação da chuva — por isso D é a única alternativa coerente com o texto.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma associar um processo químico industrial (dessulfurização, catálise, tratamento de efluentes) a um benefício ambiental específico, testando se o estudante distingue as famílias de poluentes atmosféricos.
• Generalização: ao ver a remoção de um elemento específico de um combustível, associe o benefício ao poluente que esse elemento originaria — enxofre → SOₓ → chuva ácida; nitrogênio do ar → NOₓ; carbono em queima incompleta → CO; carbono em geral → CO₂/efeito estufa.
• Dica de eliminação rápida: identifique o elemento em foco (enxofre) e elimine as alternativas ligadas a outra origem elementar (nitrogênio em B, carbono incompleto em C) — sobram D e E, e basta lembrar que SOₓ não é gás de efeito estufa.
• Conexões: tema ligado a impactos da chuva ácida em ecossistemas aquáticos (Biologia/Geografia) e a outras questões de Química Ambiental sobre poluição por combustíveis fósseis, como smog fotoquímico e controle de emissões veiculares.